JP2013244540A - Gravity slope correcting method and device of industrial robot - Google Patents

Gravity slope correcting method and device of industrial robot Download PDF

Info

Publication number
JP2013244540A
JP2013244540A JP2012117683A JP2012117683A JP2013244540A JP 2013244540 A JP2013244540 A JP 2013244540A JP 2012117683 A JP2012117683 A JP 2012117683A JP 2012117683 A JP2012117683 A JP 2012117683A JP 2013244540 A JP2013244540 A JP 2013244540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
spring constant
confirmation position
load torque
command value
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2012117683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruki Ito
輝樹 伊東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
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 Nachi Fujikoshi Corp filed Critical Nachi Fujikoshi Corp
Priority to JP2012117683A priority Critical patent/JP2013244540A/en
Publication of JP2013244540A publication Critical patent/JP2013244540A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate a deflection correction by the aging of a joint axis without measuring an actual angle.SOLUTION: With respect to a multi-jointed robot 1 equipped with a position command section 81 that outputs position command values θn of gravity axes 20, 30, 50 to which loads in a direction of gravity are applied, a load torque calculation section 85 that computes load torque τ(θn), a slope correction calculation section 86 that multiplies load torque by spring constant K (n) to obtain a correction amount dθn by deflection, and a command value correction section 87 that adds the correction amount to the position command value for outputting to a servomotor, an angle confirmation position set at a predetermined angle is installed on the gravity axis, while positioning is performed so that the gravity axis comes to be identical with the angle confirmation position, whereas a difference dθ(n, i) between a confirmation position command value θ(n, i) and a theoretical position command value θtn is divided by a confirmation position negative torque τn to obtain a value as a spring constant K (n) for storage, then a negative torque is calculated from the position command value of the gravity axis at a negative torque calculation section, and the negative torque is multiplied by the spring constant so as to correct the slope in the direction of gravity.

Description

本発明は、経年劣化が生じた場合でも産業用ロボットにおける関節のたわみに起因する位置のずれを精度良く補正できる産業用ロボットシステムの重力たわみ角補正方法及び装置に関する。   The present invention relates to a gravitational deflection angle correction method and apparatus for an industrial robot system capable of accurately correcting a position shift caused by joint deflection in an industrial robot even when aged deterioration occurs.

図1に示すように、垂直多関節型ロボット1においては各関節(軸)20,30,50の回転方向に重力が作用するため、アーム(リンク)21〜61やエンドエフェクター70の自重から関節部にたわみが生じ、サーボモータへの位置(角度)指令値θn(n=20,30,50)が目標(図1の二点鎖線)どおりであっても、可動アームの位置が目標とする位置からずれるθ(n,i)(図1の点線)。このため、ロボットの関節部の減速機やアームのたわみの影響による位置のずれdθnを補正する。   As shown in FIG. 1, in the vertical articulated robot 1, gravity acts in the rotation direction of each joint (axis) 20, 30, 50, so the joints are caused by the weight of the arms (links) 21-61 and the end effector 70. Even if the deflection occurs in the part and the position (angle) command value θn (n = 20, 30, 50) to the servo motor is the target (two-dot chain line in FIG. 1), the position of the movable arm is the target. Θ (n, i) deviated from the position (dotted line in FIG. 1). Therefore, the positional deviation dθn due to the influence of the reduction gear of the joint portion of the robot or the deflection of the arm is corrected.

しかし、長年稼動していた場合、歯車や軸受などの機械要素で構成されるロボットの関節は、磨耗等により機械要素に隙間が増える等の経年変化が起き、図1の実線で示すようにたわみ量θ(n,i)が増す。このため、さらに経年変化に応じたたわみ量dθ(n,i)の補正が必要になる。そこで、特許文献1においては、個々のロボットや関節の稼動中に加わった負荷トルクやサーボトルク指令値および稼働時間の積算値等から経年変化によるたわみ角を推定計算している。この推定計算された経年変化によるたわみ角をサーボモータの位置指令値に加えることにより、経年変化を考慮したたわみによる位置のずれの補正を行っている。   However, when it has been operating for many years, the joints of robots composed of mechanical elements such as gears and bearings undergo secular changes such as an increase in gaps in the mechanical elements due to wear, etc., and the flexure is as shown by the solid line in FIG. The quantity θ (n, i) increases. For this reason, it is necessary to correct the deflection amount dθ (n, i) according to the secular change. Therefore, in Patent Document 1, the deflection angle due to secular change is estimated and calculated from the load torque applied during operation of each robot or joint, the servo torque command value, the integrated value of the operation time, and the like. By adding the deflection angle due to the estimated aging change to the position command value of the servo motor, the displacement of the position due to the deflection considering the aging change is corrected.

しかし、このものは関節部の補正値の経年変化をトルクやサーボトルクの積算値および稼働時間のいずれか1つの変数の関数として表している。このため、さまざまな条件で使用される産業用ロボットには適切ではなく、場合によっては、経過年数に従い目標位置からのずれが大きくなっていくといった問題がある。たとえば、経年変化が稼動時間で決定される場合、単純に稼働時間に応じて補正量が推定される。しかし、ある軸の可動や負荷トルクが極端に少ないプログラムでは、経年劣化の進行があらかじめ求めておいた経年たわみの推定式と一致しない場合が生じる。この場合の補正量は過大または過小となり、目標位置からのずれが拡大する。また、トルクの積算で経年劣化を推定する場合も、一般的に歯車や軸受などの機械要素の磨耗は単に加わったトルクだけで進行するわけではなく、回転量も大きな影響を与える。このため、経年たわみもトルクやサーボトルクの積算値だけでは精度よく推定することはできないため、稼動年数が長時間になれば、実機の経年たわみと経年たわみの推定式の差異が発生し、逆に目標位置からのずれを増大してロボットの作業品質が低下する問題もあった。   However, this represents the secular change of the correction value of the joint as a function of any one of the integrated value of torque and servo torque and the operating time. For this reason, it is not suitable for industrial robots used under various conditions, and in some cases, there is a problem that deviation from the target position increases according to the number of years elapsed. For example, when the secular change is determined by the operating time, the correction amount is simply estimated according to the operating time. However, in a program in which the movement of a certain axis and the load torque are extremely small, there is a case where the progress of aging deterioration does not coincide with the aging deflection estimation formula obtained in advance. In this case, the correction amount becomes excessive or excessive, and the deviation from the target position increases. Also, when aged deterioration is estimated by torque integration, generally, wear of mechanical elements such as gears and bearings does not proceed with only applied torque, and the amount of rotation also has a large effect. For this reason, secular deflection cannot be accurately estimated only by the integrated value of torque and servo torque, so if the operating years become long, the difference between the estimation formulas of the actual machine's secular deflection and the secular deflection will occur, and the reverse In addition, there is a problem that the work quality of the robot is deteriorated by increasing the deviation from the target position.

そこで、特許文献2のものにおいては、各関節の位置(角度)指令値に応じた負荷トルクに、各関節毎に定めたばね定数を乗じてたわみ角を計算し、計算されたたわみ角をサーボモータに入力される位置指令値に加えてたわみ角を補正している。このとき使用するばね定数は、制御部から位置(角度)指令値を与えた関節の実際の位置(角度)を取得し、位置(角度)指令値と関節の実際の位置(角度)とのずれ量、位置(角度)指令値での関節にかかる負荷(関節)トルクとを求め、さらに、求めたずれ量を関節トルクで除して算出したものをばね定数として用いている。そして、定期的に各関節部のばね定数を算出することにより、関節の経年(時)的な変化に応じてたわみ補正を行っている。   Therefore, in Patent Document 2, a deflection angle is calculated by multiplying a load torque corresponding to a position (angle) command value of each joint by a spring constant determined for each joint, and the calculated deflection angle is calculated as a servo motor. The deflection angle is corrected in addition to the position command value input to. The spring constant used at this time is the actual position (angle) of the joint to which the position (angle) command value is given from the control unit, and the deviation between the position (angle) command value and the actual position (angle) of the joint. A load (joint) torque applied to the joint at the amount and position (angle) command value is obtained, and the calculated deviation amount is divided by the joint torque and used as the spring constant. Then, by periodically calculating the spring constant of each joint, deflection correction is performed in accordance with the aging (time) change of the joint.

特開2004−154879号公報JP 2004-154879 A 特開2010−058256号公報JP 2010-058256 A

しかし、特許文献2のものは、ずれ量を得るためには、関節のサーボモータへの制御部からの位置(角度)指令値に対する実際の位置(角度)を取得(測定あるいは検出)する必要がある。このため、位置(角度)検出器を必要とし、費用もかかる。さらに、ばね定数は常時算出する必要がないので、検出器の用途が他にない場合は配線等も含め邪魔となり無駄である。また、経年変化により、検出器の故障や磨耗等の誤差も発生する。実施例においては、垂直位置と水平位置の二箇所の位置で測定している。このため、測定場所を広くしておく必要がある。また、垂直位置では、歯車等の機械要素のバックラッシ等の影響もあり、測定が困難な場合がある等の問題があった。また、経年変化に対応してばね定数を更新しているが、ばね定数の状態から機械要素の寿命や異常を判断することについては触れていない。   However, in Patent Document 2, in order to obtain a deviation amount, it is necessary to acquire (measure or detect) an actual position (angle) with respect to a position (angle) command value from the control unit to the servomotor of the joint. is there. This requires a position (angle) detector and is expensive. Furthermore, since it is not necessary to always calculate the spring constant, it is useless because it interferes with wiring and the like when there is no other use for the detector. Moreover, errors such as detector failure and wear occur due to aging. In the embodiment, measurement is performed at two positions, a vertical position and a horizontal position. For this reason, it is necessary to make the measurement place wide. Further, in the vertical position, there is a problem that measurement may be difficult due to the influence of backlash of mechanical elements such as gears. Moreover, although the spring constant is updated corresponding to the secular change, it does not touch on judging the life or abnormality of the mechanical element from the state of the spring constant.

本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、実際の位置(角度)を測定する必要がなく、産業用ロボットにおける関節のたわみに起因する位置のずれを経年変化が生じても簡単にたわみ補正の精度維持できるようにし、また異常等を容易に判定できる重力たわみ角補正方法及び装置を提供することである。   In view of the above-mentioned problems, the problem of the present invention is that it is not necessary to measure the actual position (angle), and it is easy to deflect even if the position shift due to the joint deflection in an industrial robot occurs over time. It is intended to provide a gravity deflection angle correction method and apparatus that can maintain the accuracy of correction and that can easily determine abnormality or the like.

本発明においては、駆動側軸と、前記駆動側軸に取り付けられたサーボモータと、前記サーボモータに減速機を介して前記駆動側軸に対して回動又は揺動可能にされた従動側軸と、前記サーボモータを駆動する制御部と、を複数個備え、 前記駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかる一組以上の重力軸と、前記重力軸の位置(角度)指令値を出力する位置指令部と、前記位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる負荷トルクを計算する負荷トルク算出部と、前記負荷トルクにばね定数を乗じてたわみによる位置(角度)補正量とするたわみ角補正算出部と、前記位置(角度)補正量を前記位置指令値に加えて前記重力軸のサーボモータへ出力する指令値補正部と、を備えた多関節ロボットであって、
前記重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置が設けられており、前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置合わせし、前記確認位置(角度)指令値と前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記角度確認位置における確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶し、その後、前記重力軸の位置(角度)指令値から前記負荷トルク算出部で負荷トルクを計算し、該負荷トルクに前記ばね定数を乗じて重力方向のたわみ角を補正する多関節ロボットの重力たわみ角補正方法を提供することにより前述した課題を解決した。
In the present invention, a drive-side shaft, a servomotor attached to the drive-side shaft, and a driven-side shaft that is rotatable or swingable with respect to the drive-side shaft via the speed reducer. And a plurality of control units for driving the servo motor, one or more sets of gravity axes that are loaded in the direction of gravity in the axial rotation direction of the drive side and driven side axes, and the position (angle) of the gravity axis ) A position command unit that outputs a command value, a load torque calculation unit that calculates a load torque applied to the gravity axis from the position (angle) command value, and a position (angle) by deflection obtained by multiplying the load torque by a spring constant. A multi-joint robot comprising: a deflection angle correction calculation unit that sets a correction amount; and a command value correction unit that adds the position (angle) correction amount to the position command value and outputs the correction value to a servo motor of the gravity axis. ,
The gravitational axis is provided with an angle confirmation position set in advance at a predetermined angle, and the control unit aligns the gravitational axis to the angle confirmation position, and the confirmation position (angle) command value and the angle The value obtained by dividing the difference from the theoretical confirmation position (angle) command value at the confirmation position by the confirmation position load torque at the angle confirmation position is stored as a spring constant, and then the position (angle) command value of the gravity axis is stored. The load torque calculation unit calculates the load torque, and multiplies the load torque by the spring constant to provide a gravity deflection angle correction method for an articulated robot that corrects the deflection angle in the gravity direction. .

即ち、重力負荷がかかる関節軸である重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置を設け、制御部により重力軸が角度確認位置となるように位置合わせする。この時の制御部からの確認位置(角度)指令値とたわみのない場合の理論上の確認位置(角度)指令値との差をたわみ補正量とすることができる。従って、このたわみ補正量を確認位置負荷トルクで除した値をばね定数とすることにより、従来と同様な計算により各重力軸(関節)のたわみ量の補正を行うのである。特許文献2のものがばね定数を得るために位置指令値による位置を測定器にて測定するのに対して、本発明においては、確認位置を位置合わせし、それに対する指令値を用いて、測定作業をすることなくばね定数を算出することができる。   That is, an angle confirmation position set in advance at a predetermined angle is provided on the gravity axis, which is a joint axis to which a gravity load is applied, and the control unit performs alignment so that the gravity axis becomes the angle confirmation position. The difference between the confirmation position (angle) command value from the control unit at this time and the theoretical confirmation position (angle) command value when there is no deflection can be used as the deflection correction amount. Therefore, the value obtained by dividing the deflection correction amount by the check position load torque is used as a spring constant, so that the deflection amount of each gravity axis (joint) is corrected by the same calculation as in the prior art. Whereas in Patent Document 2, the position based on the position command value is measured with a measuring instrument in order to obtain the spring constant, whereas in the present invention, the confirmation position is aligned and the measured value is used to measure the position. The spring constant can be calculated without any work.

所定の角度確認位置は重力負荷がある程度かかり、ばね定数が平均的な値となる位置であればよい。また、角度確認位置は、駆動軸側と従動軸側との合わせマークや、両者にピン孔を設けて、ピン孔が一致するように制御し、ピン孔に微少隙間で嵌合するピンが挿入摺動自在になる位置を確認位置としてもよい。また、合わせマークを設け、さらには拡大鏡で確認するようにしてもよい。また、マークをロボット外部よりレーザー測定器等で測定してもよい。また、信頼性をあげるため確認位置を複数設けても良い。   The predetermined angle confirmation position may be a position where gravity load is applied to some extent and the spring constant becomes an average value. In addition, the angle confirmation position is adjusted so that the alignment mark on the drive shaft side and the driven shaft side and pin holes are provided on both sides so that the pin holes match, and a pin that fits into the pin hole with a small gap is inserted The position where it can slide may be set as the confirmation position. Further, an alignment mark may be provided and further confirmed with a magnifying glass. Further, the mark may be measured from the outside of the robot with a laser measuring device or the like. Further, a plurality of confirmation positions may be provided in order to increase reliability.

また、請求項2に記載の発明においては、請求項1記載の前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記負荷トルク算出部で前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算する又は、前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記重力軸の前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算するようにした。   According to a second aspect of the present invention, the control unit according to the first aspect positions the gravity axis so as to be the angle confirmation position, and the load torque calculation unit determines the angle confirmation position of the gravity axis. The confirmation position load torque applied to the gravitational axis is calculated from the confirmation position (angle) command value at, or the gravitational axis is positioned at the angle confirmation position by the control unit, and the angle confirmation position of the gravitational axis is determined. The confirmation position load torque applied to the gravity axis is calculated from the theoretical confirmation position (angle) command value in FIG.

確認位置負荷トルクは、確認位置(角度)指令値に対する負荷トルク計算値と、角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値に対する負荷トルク計算値とは、誤差の範囲内であり、いずれを用いてもよい。   The check position load torque is within the error range between the calculated load torque for the check position (angle) command value and the calculated load torque for the theoretical check position (angle) command value at the angle check position. May be used.

請求項3に記載の発明においては、前記確認位置負荷トルクを前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めしたときの前記サーボモータの負荷トルクとした。確認位置負荷トルクは計算値でも求まるが、サーボモータ電流からも求めることができる。エンドエフェクター等の交換により負荷条件を変更した場合に、再計算条件等を設定せずに直接確認位置負荷トルクを求めることができる。   According to a third aspect of the present invention, the confirmation position load torque is the load torque of the servo motor when the controller is positioned so that the gravity axis is at the angle confirmation position. The confirmation position load torque can be obtained from the calculated value, but can also be obtained from the servo motor current. When the load condition is changed by exchanging the end effector or the like, the confirmation position load torque can be directly obtained without setting the recalculation condition or the like.

かかる補正方法によれば、確認位置でのばね定数の再設定(リセット)により、最新のばね定数を用いて、ロボットの重力軸(関節)のたわみを補正することができる。一方、エンドエフェクターの交換は、頻繁に行われるものではない。また、重力軸等の経年変化は短時間で変化するものではなく、数ヶ月〜数年以上にわたる。この場合、前述の補正方法では、ばね定数を求められるが、ばね定数の変化状況までは捉えられない。また、エンドエフェクターを交換した場合には、ばね定数は全く新規の値となるので、経年変化による影響を判断できない。   According to this correction method, the deflection of the gravity axis (joint) of the robot can be corrected using the latest spring constant by resetting (resetting) the spring constant at the confirmation position. On the other hand, replacement of the end effector is not frequently performed. Moreover, the secular change such as the gravity axis does not change in a short time, but spans several months to several years. In this case, in the correction method described above, the spring constant can be obtained, but the change state of the spring constant cannot be captured. In addition, when the end effector is replaced, the spring constant becomes a completely new value, so that the influence due to secular change cannot be determined.

そこで、請求項4に記載の発明においては、第N(Nは0又は正の整数)番目の前記ばね定数を求めるための位置合わせ時に、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令値である第N確認位置(角度)指令値と、前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記確認位置負荷トルクで除して第Nばね定数とし、少なくとも前記第N確認位置指令値及び前記第Nばね定数を記憶し、
前記第Nの位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+1確認位置(角度)指令値と、前記第Nの位置指令値とから位置差を求め、前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+1ばね定数差とし、
前記第Nばね定数と前記N+1ばね定数差との和を新たな第N+1のばね定数として記憶し、
さらに、前記第N+1の位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+2確認位置(角度)指令値と、前記第N+1の位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+2ばね定数差とし、
前記第N+1ばね定数と前記N+2ばね定数差との和を新たな第N+2のばね定数として記憶し、
前記第Nの位置合わせ後、前記N+1の位置合わせ前の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第Nのばね定数とし、
前記第N+1の位置合わせ後、前記N+2の位置合わせ前の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第N+1のばね定数とし、
前記第N+2の位置合わせ後の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第N+2のばね定数とし、
以後ばね定数を前回と今回の位置合わせ時の位置差とばね定数差から求める多関節ロボットの重力たわみ角補正方法とした。
Therefore, in the invention according to claim 4, the position of the gravitational axis is set to the angle confirmation position by the control unit at the time of alignment for obtaining the Nth (N is 0 or a positive integer) spring constant. The difference between the Nth confirmation position (angle) command value, which is the position command value when rotated in this manner, and the theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position is divided by the confirmation position load torque. N-th spring constant, at least the N-th confirmation position command value and the N-th spring constant are stored,
After the Nth alignment, the N + 1 confirmed position (angle) command value, which is a position command when the control unit turns the shaft to the angle confirmed position, and the Nth position command A position difference is obtained from the value, and the position difference is divided by the confirmation position load torque to obtain an N + 1 spring constant difference,
Storing the sum of the Nth spring constant and the N + 1 spring constant difference as a new N + 1th spring constant;
Further, after the (N + 1) th alignment, an N + 2 confirmation position (angle) command value that is a position command when the shaft is rotated so as to be the angle confirmation position by the control unit; Find the position difference from the position command value,
Divide the position difference by the confirmation position load torque to obtain an N + 2 spring constant difference,
Storing the sum of the N + 1 spring constant and the N + 2 spring constant difference as a new N + 2 spring constant;
In the control of the articulated robot after the Nth alignment and before the N + 1 alignment, a spring constant of a deflection angle correction calculating unit that corrects a deflection angle in the gravity direction is set as the Nth spring constant.
In the control of the articulated robot after the N + 1th alignment and before the N + 2 alignment, a spring constant of a deflection angle correction calculating unit that corrects a deflection angle in the gravity direction is set as the N + 1th spring constant.
In the control of the articulated robot after the N + 2 alignment, the spring constant of the deflection angle correction calculation unit that corrects the deflection angle in the gravity direction is the N + 2 spring constant,
After that, the gravitational deflection angle correction method for the articulated robot, which is obtained from the position difference between the previous and current positioning and the spring constant difference, is used.

即ち、過去と現在の確認位置での確認位置指令値の位置差を求め、位置差を確認位負荷トルクで除してばね定数の差分を求め、ばね定数の差分を前回のばね定数に加えて新たなばね定数を求める。   In other words, the position difference between the confirmation position command values at the past and current confirmation positions is obtained, the position difference is divided by the confirmation position load torque to obtain the spring constant difference, and the spring constant difference is added to the previous spring constant. Find a new spring constant.

そして、請求項5に記載の発明においては、前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記多関節ロボットの出荷時又は稼働初期時とした。これにより、実際の稼働状態での初期値を設定し、経年変化としてとらえることができる。また、稼働後の経過後でも、それから後の経年変化を測定できる。   In the invention described in claim 5, the initial value (N = 0) of the N-th alignment is set at the time of shipment or initial operation of the articulated robot. Thereby, an initial value in an actual operating state can be set and can be regarded as a secular change. Moreover, even after the operation, the subsequent secular change can be measured.

また、請求項6に記載の発明においては、前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動される理論上の確認位置(角度)指令値と前記確認位置負荷トルクから理論上得られるたわみ量を前記確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶するようにした。これにより、エンドエフェクターの交換等があっても理論(計算)上のばね定数から経年変化等を求めることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, the initial value (N = 0) of the N-th alignment is theoretically rotated by the control unit so that the gravity axis is at the angle confirmation position. A value obtained by dividing the deflection amount theoretically obtained from the confirmation position (angle) command value and the confirmation position load torque by the confirmation position load torque is stored as a spring constant. Thereby, even if the end effector is exchanged, the secular change and the like can be obtained from the theoretical (calculated) spring constant.

さらに、請求項7に記載の発明においては、前記第Nと第N+1の位置合わせの間の稼働時間を記憶し、前記ばね定数差を前記稼働時間で除した値が所定の値を超えたときに信号として出力するようにした多関節ロボットの重力たわみ角補正方法とした。経年変化異常や故障でばね定数の差分が大きくなった場合の検知が可能である。   Furthermore, in the invention according to claim 7, when the operation time between the N-th and N + 1-th alignment is stored, and the value obtained by dividing the spring constant difference by the operation time exceeds a predetermined value The gravity deflection angle correction method for articulated robots is output as a signal. It is possible to detect when the difference in spring constant becomes large due to aging abnormality or failure.

かかる多関節ロボットの重力たわみ補正方法を行うに当たり、請求項8に記載の発明においては、駆動側軸と、前記駆動側軸に取り付けられたサーボモータと、前記サーボモータに減速機を介して前記駆動側軸に対して回動又は揺動可能にされた従動側軸と、前記サーボモータを駆動する制御部と、を複数個備え、
前記駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかる一組以上の重力軸と、前記重力軸の位置(角度)指令値を出力する位置指令部と、前記位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる負荷トルクを計算する負荷トルク算出部と、前記負荷トルクにばね定数を乗じてたわみによる位置(角度)補正量とするたわみ角補正算出部と、前記位置(角度)補正量を前記位置指令値に加えて前記重力軸のサーボモータへ出力する指令値補正部と、を備えた多関節ロボットであって、
前記重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置が設けられており、
前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置合わせし、前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値と前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記角度確認位置における確認位置負荷トルクで除した値をばね定数とするばね定数算出部と、前記ばね定数を記憶するばね定数記憶部と、を有し、
前記重力軸の位置(角度)指令値から前記負荷トルク算出部で負荷トルクを計算し、該負荷トルクに前記ばね定数記憶部のばね定数を乗じて重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部を有する多関節ロボットの重力たわみ角補正装置を提供する。
In performing the gravity deflection correction method for such an articulated robot, in the invention according to claim 8, the drive side shaft, the servo motor attached to the drive side shaft, and the servo motor via the speed reducer A plurality of driven side shafts that are rotatable or swingable with respect to the driving side shafts, and a controller that drives the servo motor;
One or more pairs of gravitational axes that are loaded in the gravitational direction in the axial rotation direction of the drive side and driven side axes, a position command unit that outputs a position (angle) command value of the gravitational axis, and the position (angle) command A load torque calculation unit that calculates a load torque applied to the gravity axis from a value; a deflection angle correction calculation unit that multiplies the load torque by a spring constant to obtain a position (angle) correction amount by deflection; and the position (angle) correction. A command value correction unit that adds an amount to the position command value and outputs to the servo motor of the gravity axis, and an articulated robot comprising:
An angle confirmation position set in advance at a predetermined angle is provided on the gravity axis,
The control unit aligns the gravity axis so as to be at the angle confirmation position, and a confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis and a theoretical confirmation position (angle) at the angle confirmation position. A spring constant calculation unit having a value obtained by dividing a difference from a command value by a check position load torque at the angle check position as a spring constant; and a spring constant storage unit for storing the spring constant;
The load torque calculation unit calculates the load torque from the position (angle) command value of the gravity axis and multiplies the load torque by the spring constant of the spring constant storage unit to correct the deflection angle in the gravity direction. Provided is a gravity deflection angle correction device for an articulated robot having a section.

また、請求項9に記載の発明においては、前記確認位置負荷トルクは、請求項1記載の前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記負荷トルク算出部で前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算する又は、前記重力軸の前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算する多関節ロボットの重力たわみ角補正装置とする。   In the invention described in claim 9, the confirmation position load torque is positioned by the control unit according to claim 1 so that the gravity axis is at the angle confirmation position, and the load torque calculation unit The confirmation position load torque applied to the gravity axis is calculated from the confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis, or from the theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis. A gravity deflection angle correction device for an articulated robot that calculates a check position load torque applied to the gravity axis.

さらに、請求項10に記載の発明においては、前記確認位置負荷トルクを前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めしたときの前記サーボモータの負荷トルクとした。   Furthermore, in the invention described in claim 10, the confirmation position load torque is set to the load torque of the servo motor when the controller is positioned so that the gravity axis is at the angle confirmation position.

また、請求項11に記載の発明においては、第N(Nは0又は正の整数)番目の前記ばね定数を求めるための位置合わせ時に、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令値である第N確認位置(角度)指令値と、前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記確認位置負荷トルクで除して第Nばね定数とし、少なくとも前記第N確認位置指令値を記憶する指令記憶部、前記第Nばね定数を記憶するばね定数記憶部と、
前記第Nの位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+1確認位置(角度)指令値と、前記第Nの位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+1ばね定数差とし、
前記第Nばね定数と前記N+1ばね定数差との和を新たな第N+1のばね定数として前記記憶部に記憶するばね定数差分算出部と、を有し、
さらに、前記ばね定数差分算出部は、前記第N+1の位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+2確認位置(角度)指令値と、前記第N+1の位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+2ばね定数差として計算し、
前記第N+1ばね定数と前記N+2ばね定数差との和を新たな第N+2のばね定数として前記ばね定数記憶部に記憶し、以後ばね定数を前回と今回の位置合わせ時の位置差とばね定数差から求めるようにされている多関節ロボットの重力たわみ角補正装置とした。
In the invention according to claim 11, at the time of alignment for obtaining the Nth (N is 0 or a positive integer) th spring constant, the gravity axis is set to the angle confirmation position by the control unit. The difference between the Nth confirmation position (angle) command value, which is the position command value when rotated in this manner, and the theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position is divided by the confirmation position load torque. A command storage unit that stores at least the Nth confirmation position command value, a spring constant storage unit that stores the Nth spring constant,
After the Nth alignment, the N + 1 confirmed position (angle) command value, which is a position command when the control unit turns the shaft to the angle confirmed position, and the Nth position command Find the position difference from the value,
Divide the position difference by the check position load torque to obtain an N + 1 spring constant difference,
A spring constant difference calculation unit that stores the sum of the Nth spring constant and the N + 1 spring constant difference in the storage unit as a new N + 1 spring constant;
Further, the spring constant difference calculating unit is an N + 2 confirmation position (angle) that is a position command when the control unit rotates the shaft to be the angle confirmation position after the N + 1th alignment. A position difference is obtained from the command value and the (N + 1) th position command value,
Divide the position difference by the confirmation position load torque to calculate an N + 2 spring constant difference;
The sum of the (N + 1) th spring constant and the (N + 2) spring constant difference is stored as a new (N + 2) spring constant in the spring constant storage unit. This is a gravitational deflection angle correction device for an articulated robot.

さらに、また、請求項12に記載の発明においては、前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記多関節ロボットの出荷時又は稼働初期時である多関節ロボットの重力たわみ角補正装置とした。   Furthermore, in the invention described in claim 12, the gravitational deflection angle of the articulated robot in which the initial value (N = 0) of the N-th alignment is at the time of shipment or initial operation of the articulated robot. A correction device was used.

また、請求項13に記載の発明においては、前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動される理論上の確認位置(角度)指令値と前記確認位置負荷トルクから理論上得られるたわみ量を前記確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶するようにした。   According to a thirteenth aspect of the present invention, the initial value (N = 0) of the N-th alignment is theoretically rotated by the control unit so that the gravity axis is at the angle confirmation position. A value obtained by dividing the deflection amount theoretically obtained from the confirmation position (angle) command value and the confirmation position load torque by the confirmation position load torque is stored as a spring constant.

請求項14に記載の発明においては、前記第Nと第N+1の位置合わせの間の稼働時間を記憶する稼働時間記憶部と、前記ばね定数差を前記稼働時間で除した値が所定の値(閾値)を超えたときに信号として出力する信号出力部を有する多関節ロボットの重力たわみ角補正装置とした。   In a fourteenth aspect of the present invention, an operation time storage unit that stores an operation time between the Nth and N + 1th alignment, and a value obtained by dividing the spring constant difference by the operation time is a predetermined value ( A gravity deflection angle correction device for an articulated robot having a signal output unit that outputs a signal when a threshold value) is exceeded.

本発明においては、重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置を設け、制御部により重力軸が角度確認位置となるように位置合わせし、確認位置指令値と理論上の確認位置指令値と、確認位置負荷トルクとからばね定数を求めるようにしたので、構造も簡単で経年誤差もすくない。また、位置測定器を常に設ける必要はなく、配線や検出器等の配置に考慮する必要がない。さらに、検出器の経年変化による影響も少ない等の効果を有する(請求項1、8)。   In the present invention, the gravitational axis is provided with an angle confirmation position set in advance at a predetermined angle, and the control unit aligns the gravitational axis to be the angle confirmation position, and the confirmation position command value and the theoretical confirmation position command value are Since the spring constant is obtained from the confirmation position load torque, the structure is simple and the secular error is not so great. Further, there is no need to always provide a position measuring device, and there is no need to consider the arrangement of wiring, detectors, and the like. Furthermore, it has an effect that the influence of the detector over time is small (claims 1 and 8).

また、請求項2、9に記載の発明においては、確認位置負荷トルクは、角度確認位置における負荷トルク算出部で確認位置指令値から求めた負荷トルク又は、理論上の確認位置指令値を用いるので、都度計算することなく、テーブル等に記憶させればよく、手順を簡略化できる。   In the second and ninth aspects of the invention, the confirmation position load torque uses the load torque obtained from the confirmation position command value by the load torque calculation unit at the angle confirmation position or the theoretical confirmation position command value. It is sufficient to store the data in a table or the like without calculating each time, and the procedure can be simplified.

さらに、請求項3、10に記載の発明においては、動力軸の角度確認位置での確認位置負荷トルクをサーボモータの負荷トルクとしたので、負荷条件の変更時に、再計算条件等の入力が不要であり、ばね定数の設定が簡単になる。   Furthermore, in the inventions according to claims 3 and 10, since the confirmation position load torque at the angle confirmation position of the power shaft is the load torque of the servo motor, it is not necessary to input a recalculation condition or the like when the load condition is changed. This makes it easier to set the spring constant.

また、請求項4、11に記載の発明においては、確認位置での過去と現在の確認位置指令値を比較して、ばね定数の差分を求めるようにしたので、ばね定数の経年変化を捉えることができる。また、差分を求めると同時に、最新のばね定数を得ることができる。   In the inventions according to claims 4 and 11, since the difference between the spring constants is obtained by comparing the past and present confirmation position command values at the confirmation position, the secular change of the spring constant is captured. Can do. In addition, the latest spring constant can be obtained at the same time as obtaining the difference.

さらにまた、請求項5、12に記載の発明においては、確認位置合わせの初期値を多関節ロボットの出荷時又は稼働初期時とし、稼働状態開始時からの経年変化としてとらえることができ、実際の運転に即した判断ができる。   Furthermore, in the inventions according to claims 5 and 12, the initial value of the confirmation position alignment can be taken as the time of shipment or the initial operation of the articulated robot, and can be regarded as a secular change from the start of the operation state. Judgment can be made according to driving.

また、請求項6、13に記載の発明においては、確認位置となるように回動される確認位置指令値と、理論上の確認位置指令値とから得られたたわみ量を確認位置負荷トルクで除した理論上のばね定数をばね定数とした。このように、理論上のばね定数から経年変化等を求めることができるので、エンドエフェクターの交換があっても、経年変化を評価できるものとなった。   In the inventions described in claims 6 and 13, the deflection amount obtained from the confirmation position command value rotated so as to be the confirmation position and the theoretical confirmation position command value is calculated as the confirmation position load torque. The theoretical spring constant divided is taken as the spring constant. As described above, the secular change and the like can be obtained from the theoretical spring constant, so that the secular change can be evaluated even if the end effector is replaced.

また、請求項7、14に記載の発明においては、位置合わせの間の稼働時間を記憶し、ばね定数差を稼働時間で除した値が所定の値を超えたときに、信号を出力し、差分の状態を判断できるようにしたので、ばね定数の差分により経年変化による異常や故障の検知が可能である。   Further, in the inventions according to claims 7 and 14, the operation time during alignment is stored, and when the value obtained by dividing the spring constant difference by the operation time exceeds a predetermined value, a signal is output, Since the state of the difference can be determined, it is possible to detect an abnormality or failure due to secular change by the difference of the spring constant.

本発明の実施の形態における垂直多関節型の産業用ロボットが経年変化により位置や姿勢が変化した状態を簡略化して示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a simplified state in which the position and posture of the vertical articulated industrial robot in the embodiment of the present invention has changed due to secular change. 本発明の実施の形態における産業用ロボットの関節構造を簡略化して示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which simplifies and shows the joint structure of the industrial robot in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における垂直多関節型の産業用ロボットが経年変化により関節部にたわみが発生した状態を簡略化して示す部分側面図である。It is a partial side view which simplifies and shows the state which the bending | flexion generate | occur | produced in the joint part by the vertical articulated type industrial robot in embodiment of this invention by secular change. 本発明の実施の形態における関節構造の可動側アームと固定側アームの位置あわせを簡略化して示す部分側面図である。It is a partial side view which simplifies and shows position alignment of the movable side arm of a joint structure in embodiment of this invention, and a fixed side arm. 本発明の実施の形態における垂直多関節型の産業用ロボットの可動アームと固定アームの位置決め作業を位置決め穴とピンを用いて一致させた状態を簡略化して示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which simplifies and shows the state which made the positioning operation | movement of the movable arm and fixed arm of the vertical articulated industrial robot in embodiment of this invention correspond using the positioning hole and the pin. 本発明の第一の実施の形態における制御部の機能構成を簡略化して示すブロック図である。It is a block diagram which simplifies and shows the function structure of the control part in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態における制御部の機能構成を簡略化して示すブロック図である。It is a block diagram which simplifies and shows the function structure of the control part in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態における制御部の機能構成を簡略化して示すブロック図である。It is a block diagram which simplifies and shows the function structure of the control part in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態における経年変化したばね定数を求める手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates | requires the spring constant which changed with age in 3rd embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。代表的なものとして重力軸を有する6軸の多関節産業用ロボットに適用した例について説明する。図1に示すように、多関節ロボット1は、ベース2上に対して垂直の旋回軸3を有し、旋回軸3回りに回転する旋回軸10及びアーム(リンク)11、アーム11軸に対して直角方向に揺動する揺動軸20及びアーム21が設けられている。さらに、アーム21軸に対して直角方向に揺動する揺動軸30及びアーム31が設けられている。また、アーム31軸に対して軸周りに回転する旋回軸40及びアーム41、アーム41軸に対して直角方向に揺動する揺動軸50及びアーム51、アーム51軸に対して軸周りに回転する旋回軸60及びアーム61、が設けられている。アーム61の先端には把持装置や計測装置等のエンドエフェクター70が取り付けられている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As an example, an example applied to a 6-axis articulated industrial robot having a gravity axis will be described. As shown in FIG. 1, the articulated robot 1 has a turning shaft 3 perpendicular to the base 2, and a turning shaft 10, an arm (link) 11, and an arm 11 axis that rotate around the turning shaft 3. An oscillating shaft 20 and an arm 21 that oscillate in a right angle direction are provided. Further, an oscillating shaft 30 and an arm 31 oscillating in a direction perpendicular to the axis of the arm 21 are provided. Also, the pivot axis 40 and the arm 41 that rotate about the axis with respect to the arm 31 axis, the swing axis 50 and the arm 51 that swings in a direction perpendicular to the axis of the arm 41, and the axis about the axis of the arm 51 rotate. A turning shaft 60 and an arm 61 are provided. An end effector 70 such as a gripping device or a measuring device is attached to the tip of the arm 61.

アーム11、21、31、41、51、61はそれぞれの軸(関節)10、20、30、40、50、60に回転自在に支持された可動側(従動側軸20b)アームである。また、旋回軸3は軸10を介してアーム11の固定側(駆動側軸20a・以下同じ)、アーム11は軸20を介してアーム21の固定側、アーム21はアーム30を介してアーム31の固定側、アーム31は軸40を介してアーム41の固定側、アーム41はアーム50を介してアーム51の固定側、アーム51はアーム60を介してアーム61の固定側となる。   The arms 11, 21, 31, 41, 51, 61 are movable side (driven side shaft 20 b) arms that are rotatably supported by the respective axes (joints) 10, 20, 30, 40, 50, 60. Further, the turning shaft 3 is fixed to the arm 11 via the shaft 10 (the driving side shaft 20a), the arm 11 is fixed to the arm 21 via the shaft 20, and the arm 21 is arm 31 via the arm 30. The arm 31 is the fixed side of the arm 41 via the shaft 40, the arm 41 is the fixed side of the arm 51 via the arm 50, and the arm 51 is the fixed side of the arm 61 via the arm 60.

各軸及びアームは、図2に示すように、例えば揺動軸20(30、50)は、アーム11(21、41)に固定された駆動側軸20a(30a,50a)と、駆動側軸に取り付けられ、位置検出器25を有するサーボモータ24と、サーボモータに減速機23を介して駆動側軸に対して揺動可能にされた可動側アーム21(31、51)に接続された従動側軸20b(30b,50b)とからなる。さらに、図1に示すように、各サーボモータはそれぞれのサーボモータ24を駆動するアーム制御部80が組み込まれた制御装置71に接続されている。ここで、軸20、30、50は、駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかる重力軸である。   As shown in FIG. 2, for example, the swing shaft 20 (30, 50) includes a drive side shaft 20a (30a, 50a) fixed to the arm 11 (21, 41) and a drive side shaft. And a follower connected to a movable arm 21 (31, 51) that is swingable with respect to the drive side shaft via a speed reducer 23. It consists of the side shaft 20b (30b, 50b). Furthermore, as shown in FIG. 1, each servo motor is connected to a control device 71 in which an arm control unit 80 that drives each servo motor 24 is incorporated. Here, the shafts 20, 30, and 50 are gravity axes on which a load in the direction of gravity is applied in the axial rotation direction of the driving side and driven side shafts.

なお、軸10、40、60は図1のように直線上に配置されている場合は、重力軸とする必要はない。しかし、ロボットの姿勢によって、駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかり、撓みが無視できない場合があるが、その場合は重力軸として扱えばよい。   If the axes 10, 40, 60 are arranged on a straight line as shown in FIG. 1, they do not need to be gravity axes. However, depending on the posture of the robot, a load in the gravitational direction is applied to the axial rotation direction of the driving side and the driven side axis, and bending may not be ignored. In this case, it may be handled as a gravity axis.

本発明の重力軸においては予め所定角度に定めた角度確認位置12,22が設けられている。角度確認位置は、例えば、図2、3に示すように、それぞれにお互いの位置を一致させることができる位置合わせ用穴12,22が設けられている。図4,5に示すように、重力軸20(30、50)を制御部80により回動させ、ピン13を穴12,22に挿入し、ピンが摺動自在になるように一致させることで精度よく位置あわせができるようになっている。なお、この位置合わせ手段は、このような機械的なものでもよいし、タッチセンサー、近接センサーなど電気的なものでもよい。また、目盛等を設けてもよい。   In the gravity axis of the present invention, angle confirmation positions 12 and 22 are set in advance at a predetermined angle. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the angle confirmation positions are provided with alignment holes 12 and 22 that can match each other's positions. As shown in FIGS. 4 and 5, the gravity axis 20 (30, 50) is rotated by the control unit 80, the pin 13 is inserted into the holes 12, 22, and the pins are aligned so as to be slidable. The position can be accurately aligned. The positioning means may be such a mechanical device or an electrical device such as a touch sensor or a proximity sensor. Further, a scale or the like may be provided.

一方、各重力軸を制御するための制御部80は、図6に示すように、重力軸の位置(角度)指令値θnを出力する位置指令部81と、位置(角度)指令値から重力軸に加わる負荷トルクτ(θn)を計算する負荷トルク算出部85が設けられている。求められた負荷トルクτ(θn)にばね定数K(n)を乗じてたわみによる位置(角度)補正量dθnを算出するたわみ角補正算出部86と、位置(角度)補正量dθnを位置指令値θnに加えて重力軸のサーボモータへθを出力する指令値補正部87を備えている。ばね定数K(n)はばね定数記憶部88に記憶されている。指令値補正部87からサーボモータ24へは、一般的なサーボモータ制御が行われ、位置ループ82、速度ループ83、電流ループ84回路が設けられている。位置ループ82はサーボモータ位置検出器25より、速度ループ83は位置検出器25よりの信号を微分Sし、電流ループ84は電流検出部84bよりの信号をそれぞれフィードバックされている。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the control unit 80 for controlling each gravity axis includes a position command unit 81 that outputs a position (angle) command value θn of the gravity axis, and a gravity axis from the position (angle) command value. A load torque calculation unit 85 is provided for calculating the load torque τ (θn) applied to the. A deflection angle correction calculation unit 86 that calculates a position (angle) correction amount dθn by deflection by multiplying the obtained load torque τ (θn) by a spring constant K (n), and a position (angle) correction amount dθn as a position command value. In addition to θn, a command value correction unit 87 is provided for outputting θ to the servo motor of the gravity axis. The spring constant K (n) is stored in the spring constant storage unit 88. General servo motor control is performed from the command value correction unit 87 to the servo motor 24, and a position loop 82, a speed loop 83, and a current loop 84 circuit are provided. The position loop 82 differentiates the signal from the servomotor position detector 25, the speed loop 83 differentiates the signal from the position detector 25, and the current loop 84 feeds back the signal from the current detector 84b.

さらに、本発明の第一の実施の形態においては、ばね定数記憶部88に記憶すべきばね定数K(n)を計算するばね定数算出部89が設けられている。また、角度確認位置での理論上の確認位置指令値θtnが記憶されている(96)。指令により対象重力軸が角度確認位置となるように位置合わせされた状態で、負荷トルク算出部85で確認位置負荷トルクτnが出力できるようにされている。この確認位置負荷トルクは図6の点線で示す理論上の値を用いてもよい。ばね定数算出部89では、角度確認位置における確認位置(角度)指令値θ(n,i)と角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値θtnとの差dθ(n,i)=θ(n,i)−θtnを確認位置負荷トルクτnで除した値K(n)=dθ(n,i)/τnをばね定数として出力し、ばね定数記憶部88に記憶できるようにされている。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, a spring constant calculation unit 89 for calculating a spring constant K (n) to be stored in the spring constant storage unit 88 is provided. Further, the theoretical confirmation position command value θtn at the angle confirmation position is stored (96). The load torque calculation unit 85 can output the check position load torque τn in a state where the target gravity axis is aligned with the angle check position according to the command. A theoretical value indicated by a dotted line in FIG. 6 may be used as the confirmation position load torque. In the spring constant calculation unit 89, the difference between the confirmation position (angle) command value θ (n, i) at the angle confirmation position and the theoretical confirmation position (angle) command value θtn at the angle confirmation position dθ (n, i) = A value K (n) = dθ (n, i) / τn obtained by dividing θ (n, i) −θtn by the confirmation position load torque τn is output as a spring constant and stored in the spring constant storage unit 88. Yes.

かかる第一の実施の形態においては、角度確認位置となるように位置合わせすることにより、容易にばね定数K(n)を求められる。このばね定数を次回の角度確認位置での位置合わせを行うまで、ばね定数記憶部88に記憶し、従来と同様なたわみ補正を行えばよい。   In the first embodiment, the spring constant K (n) can be easily obtained by positioning so as to be the angle confirmation position. The spring constant may be stored in the spring constant storage unit 88 until the next angle confirmation position is aligned, and the same deflection correction as that of the prior art may be performed.

次に本発明の第二の実施の形態について説明する。第一の実施の形態と同様な部分については、同符号を付し、説明を省略する。図7に示すように、第一の実施の形態とは確認位置負荷トルクτnをサーボモータ電流値Iから実負荷トルク計算部97で負荷トルクに換算し、確認位置負荷トルクとして記憶する(98)。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. Parts similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 7, in the first embodiment, the confirmation position load torque τn is converted from the servo motor current value I into the load torque by the actual load torque calculation unit 97 and stored as the confirmation position load torque (98). .

次に本発明の第三の実施の形態について説明する。第三の実施の形態の特徴は経年時間、変化の状況を考慮した点である。前述したと同様の部分ついては、同符号を付し説明を省略する。図8に示すように、第三の実施の形態においては、前述したばね定数記憶部88、ばね定数算出部89′にさらに、前回の角度確認位置での角度確認位置指令値θ(n,N)を記憶する指令記憶部90、ばね定数差分算出部91が設けられている。ばね定数差分算出部91は、確認位置合わせ後に、軸を角度確認位置となるように回動された時の位置指令値θ(n,N+1)から指令記憶部90の指令値θ(n,N)を差し引いた値を位置差Δθ(n,N+1)として求め、位置差を確認位置負荷トルクτnで除してばね定数差ΔK(n,N+1)とし、ばね定数記憶部88の値K(n)にばね定数差ΔK(n,N+1)を足して新たなばね定数K(n)として、ばね定数記憶部88に記憶するようにされている。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The feature of the third embodiment is that the aging time and the change situation are taken into consideration. Parts similar to those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 8, in the third embodiment, the angle confirmation position command value θ (n, N at the previous angle confirmation position is further added to the above-described spring constant storage unit 88 and spring constant calculation unit 89 ′. ) Is stored, and a spring constant difference calculation unit 91 is provided. The spring constant difference calculation unit 91 calculates the command value θ (n, N) in the command storage unit 90 from the position command value θ (n, N + 1) when the shaft is turned to the angle confirmation position after the confirmation position alignment. ) Is obtained as a position difference Δθ (n, N + 1), and the position difference is divided by the confirmed position load torque τn to obtain a spring constant difference ΔK (n, N + 1). ) Is added to the spring constant difference ΔK (n, N + 1) and stored in the spring constant storage unit 88 as a new spring constant K (n).

また、前回から次の角度確認位置合わせまでの稼働時間Tを記憶する稼働時間記憶部92が設けられている。これは各動力軸それぞれに設けても、あるいは全体の稼働時間を共通の稼働時間としてもよい。また、求めたばね定数差ΔK(n,N+1)を稼働時間Tで除し、閾値記録部93に記録されている所定の値(閾値)Uを超えたとき信号95を出力する信号出力部94が設けられている。   In addition, an operation time storage unit 92 that stores an operation time T from the previous time to the next angle confirmation position alignment is provided. This may be provided for each power shaft, or the entire operation time may be a common operation time. Further, a signal output unit 94 that outputs the signal 95 when the determined spring constant difference ΔK (n, N + 1) is divided by the operating time T and exceeds a predetermined value (threshold value) U recorded in the threshold value recording unit 93. Is provided.

かかる第三の実施の形態について説明する。前述したように、補正するたわみ角θ(n,i)(ここで、nは軸番号、iは補正回数を示す)はばね定数に確認位置負荷トルクτnを乗じたもので近似できる。θ(n,i)=K(n,i)×τ(n)であらわされ、ここで、簡単のため負荷トルクはほぼ一定とみなす。nはそれぞれ重力軸20,30,50に対応する。   The third embodiment will be described. As described above, the deflection angle θ (n, i) to be corrected (where n is the axis number and i is the number of corrections) can be approximated by the spring constant multiplied by the confirmation position load torque τn. θ (n, i) = K (n, i) × τ (n), where the load torque is considered to be almost constant for simplicity. n corresponds to the gravity axes 20, 30, and 50, respectively.

本発明の差分によりばね定数を決定するためには、まず、初期値として、出荷時または稼動当初に図5に示すように確認位置合わせを行い、図1に点線で示すたわみ角θ(n,i)を補正し、その角度指令値θ(n,i)を初期値θ(n,N)として指令記憶部90に記録しておく。また、ばね定数K(n)は理論上のたわみ角θtnを確認位置負荷トルクτnで除した値K(n,N)を初期値としてばね定数記憶部88に記憶させておく。出荷時または稼動当初では角度確認位置を再現させると図5に示すように位置あわせ位置が一致する。   In order to determine the spring constant based on the difference of the present invention, first, as an initial value, confirmation positioning is performed as shown in FIG. 5 at the time of shipment or at the beginning of operation, and the deflection angle θ (n, i) is corrected, and the angle command value θ (n, i) is recorded in the command storage unit 90 as an initial value θ (n, N). The spring constant K (n) is stored in the spring constant storage unit 88 as an initial value, which is a value K (n, N) obtained by dividing the theoretical deflection angle θtn by the confirmation position load torque τn. When the angle confirmation position is reproduced at the time of shipment or at the beginning of operation, the alignment positions coincide as shown in FIG.

しかし、稼動による経年変化にて、図1の実線に示すように、関節部の剛性が低下し、たわみ角が増加し、θ(n,i+1)となるため、前記確認位置を再現しても図4に示すよう確認位置合わせ手段にずれが生じる。かかる場合の経年変化した実機関節(重力軸)のばね定数を求める方法を図9のフローチャートに基づいて説明する。   However, due to the secular change due to operation, as shown by the solid line in FIG. 1, the rigidity of the joint portion decreases, the deflection angle increases, and becomes θ (n, i + 1). As shown in FIG. 4, a deviation occurs in the confirmation positioning means. A method for obtaining the spring constant of the actual joint (gravity axis) that has changed over time in this case will be described with reference to the flowchart of FIG.

図9に示すように、第1ステップ(S1)では間接部(軸)に設けられた位置合わせ手段を用いて、前述したと同様の位置あわせを行う。第2ステップ(S2)で確認位置指令値θ(n,N+1)を取得する。さらに、第3ステップ(S3)では、指令記憶部90に記録されている前回の位置あわせ時の確認位置指令値θ(n,N)と現在の確認位置指令値θ(n,N+1)の差を求め、たわみ角の変化量Δθ(n,N+1)が求められる。
Δθ(n,N+1)=θ(n,N+1)−θ(n,N)・・・(式1)
ここで求めたたわみ角差(変化量)Δθ(n,N+1)は、前回実施した軸確認位置合わ
せから経年変化により増加したたわみ角を意味する。
As shown in FIG. 9, in the first step (S1), alignment similar to that described above is performed using alignment means provided in the indirect portion (axis). In the second step (S2), a confirmation position command value θ (n, N + 1) is acquired. Further, in the third step (S3), the difference between the confirmation position command value θ (n, N) at the time of the previous alignment recorded in the instruction storage unit 90 and the current confirmation position command value θ (n, N + 1). , And the deflection angle change amount Δθ (n, N + 1) is obtained.
Δθ (n, N + 1) = θ (n, N + 1) −θ (n, N) (Formula 1)
The deflection angle difference (amount of change) Δθ (n, N + 1) obtained here means a deflection angle that has increased due to secular change since the previous axis confirmation alignment.

第4ステップ(S4)では、確認位置合わせ時の軸nに加わる負荷トルクτ(n)を確認位置指令値から負荷トルク算出部85で算出する。なお、負荷トルクは略一定として、都度計算することなく一定の値として記憶しておいてもよい。   In the fourth step (S4), the load torque calculation unit 85 calculates the load torque τ (n) applied to the axis n at the confirmation position alignment from the confirmation position command value. Note that the load torque may be substantially constant and stored as a constant value without being calculated each time.

第5ステップ(S5)では、負荷トルクT(n)でたわみ角変化量Δθ(n,N+1)
を除して、ばね定数差(変化量)ΔK(n,N+1)を求める。
ΔK(n,N+1)=Δθ(n,N+1)/T(n)・・・(式2)
In the fifth step (S5), the deflection angle change amount Δθ (n, N + 1) with the load torque T (n).
To obtain a spring constant difference (amount of change) ΔK (n, N + 1).
ΔK (n, N + 1) = Δθ (n, N + 1) / T (n) (Formula 2)

第6ステップ(S6)では、ばね定数記憶部88に記録されているばね定数K(n,N)にばね定数差ΔK(n,N+1)を加え、
経年変化が進行した現在のばね定数K(n,N+1)とする。
K(n,N+1)=K(n,N)+ΔK(n,N+1)・・・(式3)
In the sixth step (S6), the spring constant difference ΔK (n, N + 1) is added to the spring constant K (n, N) recorded in the spring constant storage unit 88;
The current spring constant K (n, N + 1) that has changed over time is used.
K (n, N + 1) = K (n, N) + ΔK (n, N + 1) (Equation 3)

第7ステップ(S7)では、式(3)(S7)求めた現在のばね定数K(n,N+1)を新たなばね定数とするため、N=N+1としてばね定数記憶部88に記録し、経年変化に応じたたわみ角補正量の算出に用いる。また、このばね定数は次回の更新まで使用される。また、確認位置指令値θ(n,N+1)を新たな確認位置指令値とするため、N=N+1として指令記憶部90に記録する。次回(N+2)の位置合わせ時には、ステップ1に戻り、これを繰り返す。   In the seventh step (S7), in order to set the current spring constant K (n, N + 1) obtained in the equations (3) and (S7) as a new spring constant, it is recorded in the spring constant storage unit 88 as N = N + 1. Used to calculate the deflection angle correction amount according to the change. This spring constant is used until the next update. Further, in order to set the confirmation position command value θ (n, N + 1) as a new confirmation position command value, N = N + 1 is recorded in the command storage unit 90. At the next (N + 2) alignment, the process returns to step 1 and is repeated.

このように、初期値を定めた後は、指令記憶部90に記憶された前の確認位置指令値と、ばね定数記憶部88に記憶されたばね定数と、後の確認位置指令値を式1乃至式3に代入して新たなばね定数を得ることができる。   As described above, after the initial value is determined, the previous confirmation position command value stored in the command storage unit 90, the spring constant stored in the spring constant storage unit 88, and the subsequent confirmation position command value are expressed by Formulas 1 to 1. A new spring constant can be obtained by substituting into Equation 3.

ここで、第6ステップで、経年変化が進行した現在のばね定数が(式3)のK(n,N+1)=K(n,N)+ΔK(n,N+1)となることを説明する。まず、初期状態N=
0の軸のたわみ角θ(n,0)は、初期状態の関節ばね定数K(n,0)と軸に加わる負荷トルクT(n)を用いて(式4)のように表すことができる。
θ(n,0)=K(n,0)×T(n)・・・(式4)
Here, it will be described that in the sixth step, the current spring constant at which the secular change has progressed becomes K (n, N + 1) = K (n, N) + ΔK (n, N + 1) in (Expression 3). First, the initial state N =
The deflection angle θ (n, 0) of the zero axis can be expressed as (Equation 4) using the joint spring constant K (n, 0) in the initial state and the load torque T (n) applied to the shaft. .
θ (n, 0) = K (n, 0) × T (n) (Formula 4)

つぎに経年変化より増加したたわみ角θ(n,1)は、(式5)のように初期状態の関節のたわみ角θ(n,0)にたわみ角の増加分Δθ(n,1)で表すことができる。
θ(n,1)=θ(n,0)+Δθ(n,1)・・・(式5)
Next, the deflection angle θ (n, 1) increased as a result of secular change is an increment Δθ (n, 1) of the deflection angle to the deflection angle θ (n, 0) of the joint in the initial state as shown in (Equation 5). Can be represented.
θ (n, 1) = θ (n, 0) + Δθ (n, 1) (Formula 5)

ここで、θ(n,1)、Δθ(n,1)をそれぞれのばね定数K(n,1)、ばね定数
差ΔK(n,1)で表すと(式6)、(式7)のようになる。
θ(n,1)=K(n,1)×T(n)・・・(式6)
Δθ(n,1)=ΔK(n,1)×T(n)・・・(式7)
Here, θ (n, 1) and Δθ (n, 1) are expressed by respective spring constants K (n, 1) and spring constant differences ΔK (n, 1), respectively (Equation 6) and (Equation 7). It becomes like this.
θ (n, 1) = K (n, 1) × T (n) (Expression 6)
Δθ (n, 1) = ΔK (n, 1) × T (n) (Expression 7)

これら(式4)、(式6)、(式7)を(式5)に代入すると(式8)が得られる。
K(n,1)×T(n)=K(n,0)×T(n)+ΔK(n,1)×T(n)・・・(式8)
(式8)の両辺を負荷トルクT(n)で除すると、N=0の場合の(式3)が得られる。したがって、現在のばね定数K(n,N)にばね定数の変化量ΔK(n,N+1)を(式
3)のように加えることで経年変化が進行した現在のばね定数K(n,N+1)になる。
Substituting these (Equation 4), (Equation 6), and (Equation 7) into (Equation 5) yields (Equation 8).
K (n, 1) × T (n) = K (n, 0) × T (n) + ΔK (n, 1) × T (n) (Equation 8)
By dividing both sides of (Expression 8) by the load torque T (n), (Expression 3) in the case of N = 0 is obtained. Therefore, the current spring constant K (n, N + 1) whose secular change has progressed by adding the change amount ΔK (n, N + 1) of the spring constant to the current spring constant K (n, N) as shown in (Equation 3). become.

さらに、確認位置合わせ時に、式3で求めたばね定数差ΔK(n,N+1)を、稼働時間記憶部92に記憶されている稼働時間Tで除し、所定の値Uを超えたとき、信号出力部94から信号95を出力し、警報又は非常停止することにより、保守、点検を容易化する。あるいは、確認位置動作の確認不良を検出すること等が可能である。   Furthermore, when the confirmation position is adjusted, the spring constant difference ΔK (n, N + 1) obtained by Equation 3 is divided by the operating time T stored in the operating time storage unit 92, and when a predetermined value U is exceeded, a signal is output. Maintenance and inspection are facilitated by outputting a signal 95 from the unit 94 and performing an alarm or emergency stop. Alternatively, it is possible to detect a confirmation failure of the confirmation position operation.

1 多関節ロボット
12,22 角度確認位置
20、30、50 重力軸(間接)
20a、30a、50a 駆動側軸
20b、30b、50b 従動側軸
23 減速機
24 サーボモータ
71 制御装置
80 制御部 86 たわみ角補正算出部
81 位置指令部
85 負荷トルク算出部
86 たわみ角補正算出部
87 指令値補正部
88 ばね定数記憶部
89、89′ ばね定数算出部
90 指令記憶部
91 ばね定数差分算出部
92 稼働時間記憶部
93 閾値記録部
94 信号出力部
95 信号
θn 位置(角度)指令値
K(n)、K(n,i) ばね定数
ΔK(n,i) ばね定数差
θ(n,i) 確認位置(角度)指令値
θtn 理論上の確認位置(角度)指令値
dθn、dθ(n,i) 位置(角度)補正量
Δθ(n,i) 位置差
T 稼働時間
τn 確認位置負荷トルク
τ(θn) 負荷トルク
U 閾値
1 Articulated robot 12, 22 Angle confirmation position 20, 30, 50 Gravity axis (indirect)
20a, 30a, 50a Drive side shaft 20b, 30b, 50b Drive side shaft 23 Reducer 24 Servo motor 71 Controller 80 Control unit 86 Deflection angle correction calculation unit 81 Position command unit 85 Load torque calculation unit 86 Deflection angle correction calculation unit 87 Command value correction unit 88 Spring constant storage unit 89, 89 ′ Spring constant calculation unit 90 Command storage unit 91 Spring constant difference calculation unit 92 Operating time storage unit 93 Threshold recording unit 94 Signal output unit 95 Signal θn Position (angle) command value K (N), K (n, i) Spring constant ΔK (n, i) Spring constant difference θ (n, i) Confirmation position (angle) command value θtn Theoretical confirmation position (angle) command value dθn, dθ (n , I) Position (angle) correction amount Δθ (n, i) Position difference T Operating time τn Confirmed position load torque τ (θn) Load torque U Threshold

Claims (14)

駆動側軸と、前記駆動側軸に取り付けられたサーボモータと、前記サーボモータに減速機を介して前記駆動側軸に対して回動又は揺動可能にされた従動側軸と、前記サーボモータを駆動する制御部と、を複数個備え、 前記駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかる一組以上の重力軸と、前記重力軸の位置(角度)指令値を出力する位置指令部と、前記位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる負荷トルクを計算する負荷トルク算出部と、前記負荷トルクにばね定数を乗じてたわみによる位置(角度)補正量とするたわみ角補正算出部と、前記位置(角度)補正量を前記位置指令値に加えて前記重力軸のサーボモータへ出力する指令値補正部と、を備えた多関節ロボットであって、
前記重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置が設けられており、前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置合わせし、前記確認位置(角度)指令値と前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記角度確認位置における確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶し、その後、前記重力軸の位置(角度)指令値から前記負荷トルク算出部で負荷トルクを計算し、該負荷トルクに前記ばね定数を乗じて重力方向のたわみ角を補正する多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。
A drive-side shaft, a servomotor attached to the drive-side shaft, a driven-side shaft that is rotatable or swingable with respect to the drive-side shaft via the reduction gear to the servomotor, and the servomotor A plurality of control units for driving the one or more gravitational axes that apply a load in the gravitational direction in the axial rotation direction of the driving side and driven side shafts, and a position (angle) command value of the gravitational axis is output. A position command unit that performs a load, a load torque calculation unit that calculates a load torque applied to the gravity axis from the position (angle) command value, and a deflection that is obtained by multiplying the load torque by a spring constant to obtain a position (angle) correction amount. An articulated robot comprising: an angle correction calculation unit; and a command value correction unit that outputs the position (angle) correction amount to the position command value and outputs it to the servo motor of the gravity axis,
The gravitational axis is provided with an angle confirmation position set in advance at a predetermined angle, and the control unit aligns the gravitational axis to the angle confirmation position, and the confirmation position (angle) command value and the angle The value obtained by dividing the difference from the theoretical confirmation position (angle) command value at the confirmation position by the confirmation position load torque at the angle confirmation position is stored as a spring constant, and then the position (angle) command value of the gravity axis is stored. A gravity deflection angle correction method for an articulated robot, wherein the load torque calculation unit calculates a load torque and multiplies the load torque by the spring constant to correct a deflection angle in the gravity direction.
請求項1記載の前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記負荷トルク算出部で前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算する又は、前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記重力軸の前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算するようにした請求項1記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。   The position of the gravity axis is set to the angle confirmation position by the control unit according to claim 1, and the gravity axis is determined from a confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis by the load torque calculation unit. The confirmation position load torque applied to the gravity axis is calculated or positioned so that the gravity axis becomes the angle confirmation position by the control unit, and the theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis is calculated. 2. The method of correcting a gravitational deflection angle of an articulated robot according to claim 1, wherein a confirmation position load torque applied to the gravity axis is calculated. 前記確認位置負荷トルクを前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めしたときの前記サーボモータの負荷トルクとした請求項1記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。   The method of correcting a gravitational deflection angle of an articulated robot according to claim 1, wherein the confirmation position load torque is a load torque of the servo motor when the control unit is positioned so that the gravity axis is at the angle confirmation position. 第N(Nは0又は正の整数)番目の前記ばね定数を求めるための位置合わせ時に、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令値である第N確認位置(角度)指令値と、前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記確認位置負荷トルクで除して第Nばね定数とし、少なくとも前記第N確認位置指令値及び前記第Nばね定数を記憶し、
前記第Nの位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+1確認位置(角度)指令値と、前記第Nの位置指令値とから位置差を求め、前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+1ばね定数差とし、
前記第Nばね定数と前記N+1ばね定数差との和を新たな第N+1のばね定数として記憶し、
さらに、前記第N+1の位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+2確認位置(角度)指令値と、前記第N+1の位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+2ばね定数差とし、
前記第N+1ばね定数と前記N+2ばね定数差との和を新たな第N+2のばね定数として記憶し、
前記第Nの位置合わせ後、前記N+1の位置合わせ前の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第Nのばね定数とし、
前記第N+1の位置合わせ後、前記N+2の位置合わせ前の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第N+1のばね定数とし、
前記第N+2の位置合わせ後の多関節ロボットの制御において、前記重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部のばね定数を前記第N+2のばね定数とし、
以後ばね定数を前回と今回の位置合わせ時の位置差とばね定数差から求める請求項1乃至3のいずれか位置に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。
A position command value when the gravity axis is rotated to be the angle confirmation position by the control unit at the time of alignment for obtaining the Nth (N is 0 or positive integer) spring constant. A difference between a certain Nth confirmation position (angle) command value and a theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position is divided by the confirmation position load torque to obtain an Nth spring constant, and at least the Nth The confirmation position command value and the Nth spring constant are stored,
After the Nth alignment, the N + 1 confirmed position (angle) command value, which is a position command when the control unit turns the shaft to the angle confirmed position, and the Nth position command A position difference is obtained from the value, and the position difference is divided by the confirmation position load torque to obtain an N + 1 spring constant difference,
Storing the sum of the Nth spring constant and the N + 1 spring constant difference as a new N + 1th spring constant;
Further, after the (N + 1) th alignment, an N + 2 confirmation position (angle) command value that is a position command when the shaft is rotated so as to be the angle confirmation position by the control unit; Find the position difference from the position command value,
Divide the position difference by the confirmation position load torque to obtain an N + 2 spring constant difference,
Storing the sum of the N + 1 spring constant and the N + 2 spring constant difference as a new N + 2 spring constant;
In the control of the articulated robot after the Nth alignment and before the N + 1 alignment, a spring constant of a deflection angle correction calculating unit that corrects a deflection angle in the gravity direction is set as the Nth spring constant.
In the control of the articulated robot after the N + 1th alignment and before the N + 2 alignment, a spring constant of a deflection angle correction calculating unit that corrects a deflection angle in the gravity direction is set as the N + 1th spring constant.
In the control of the articulated robot after the N + 2 alignment, the spring constant of the deflection angle correction calculation unit that corrects the deflection angle in the gravity direction is the N + 2 spring constant,
4. The method of correcting a gravitational deflection angle of an articulated robot according to claim 1, wherein the spring constant is obtained from the position difference between the previous and current positioning and the spring constant difference.
前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記多関節ロボットの出荷時又は稼働初期時である請求項4に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。   5. The method of correcting a gravitational deflection angle of an articulated robot according to claim 4, wherein the initial value (N = 0) of the N-th alignment is a shipment time or an initial operation time of the articulated robot. 前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動される理論上の確認位置(角度)指令値と前記確認位置負荷トルクから理論上得られるたわみ量を前記確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶するようにした請求項4又は5に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。   The theoretical confirmation position (angle) command value and the confirmation position where the initial value (N = 0) of the N-th alignment is rotated by the control unit so that the gravity axis becomes the angle confirmation position. The gravity deflection angle correction method for an articulated robot according to claim 4 or 5, wherein a value obtained by dividing a deflection amount theoretically obtained from a load torque by the confirmation position load torque is stored as a spring constant. 前記第Nと第N+1の位置合わせの間の稼働時間を記憶し、前記ばね定数差を前記稼働時間で除した値が所定の値を超えたときに信号として出力するようにした請求項4乃至6のいずれか一に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正方法。   5. An operation time between the N-th and N + 1-th alignments is stored, and is output as a signal when a value obtained by dividing the spring constant difference by the operation time exceeds a predetermined value. The gravity deflection angle correction method for the articulated robot according to claim 6. 駆動側軸と、前記駆動側軸に取り付けられたサーボモータと、前記サーボモータに減速機を介して前記駆動側軸に対して回動又は揺動可能にされた従動側軸と、前記サーボモータを駆動する制御部と、を複数個備え、
前記駆動側及び従動側軸の軸回転方向に重力方向の負荷がかかる一組以上の重力軸と、前記重力軸の位置(角度)指令値を出力する位置指令部と、前記位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる負荷トルクを計算する負荷トルク算出部と、前記負荷トルクにばね定数を乗じてたわみによる位置(角度)補正量とするたわみ角補正算出部と、前記位置(角度)補正量を前記位置指令値に加えて前記重力軸のサーボモータへ出力する指令値補正部と、を備えた多関節ロボットであって、
前記重力軸に予め所定角度に定めた角度確認位置が設けられており、
前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置合わせし、前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値と前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記角度確認位置における確認位置負荷トルクで除した値をばね定数とするばね定数算出部と、前記ばね定数を記憶するばね定数記憶部と、を有し、
前記重力軸の位置(角度)指令値から前記負荷トルク算出部で負荷トルクを計算し、該負荷トルクに前記ばね定数記憶部のばね定数を乗じて重力方向のたわみ角を補正するたわみ角補正算出部を有する多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。
A drive-side shaft, a servomotor attached to the drive-side shaft, a driven-side shaft that is rotatable or swingable with respect to the drive-side shaft via the reduction gear to the servomotor, and the servomotor A plurality of control units for driving the
One or more pairs of gravitational axes that are loaded in the gravitational direction in the axial rotation direction of the drive side and driven side axes, a position command unit that outputs a position (angle) command value of the gravitational axis, and the position (angle) command A load torque calculation unit that calculates a load torque applied to the gravity axis from a value; a deflection angle correction calculation unit that multiplies the load torque by a spring constant to obtain a position (angle) correction amount by deflection; and the position (angle) correction. A command value correction unit that adds an amount to the position command value and outputs to the servo motor of the gravity axis, and an articulated robot comprising:
An angle confirmation position set in advance at a predetermined angle is provided on the gravity axis,
The control unit aligns the gravity axis so as to be at the angle confirmation position, and a confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis and a theoretical confirmation position (angle) at the angle confirmation position. A spring constant calculation unit having a value obtained by dividing a difference from a command value by a check position load torque at the angle check position as a spring constant; and a spring constant storage unit for storing the spring constant;
The load torque calculation unit calculates the load torque from the position (angle) command value of the gravity axis and multiplies the load torque by the spring constant of the spring constant storage unit to correct the deflection angle in the gravity direction. Gravity angle correction device for articulated robot having a part.
前記確認位置負荷トルクは、請求項1記載の前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めし、前記負荷トルク算出部で前記重力軸の前記角度確認位置における確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算する又は、前記重力軸の前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値から前記重力軸に加わる確認位置負荷トルクを計算するようにした請求項8記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。   The confirmation position load torque is determined by the control unit according to claim 1 so that the gravity axis is at the angle confirmation position, and the load torque calculation unit is configured to confirm a position (angle) of the gravity axis at the angle confirmation position. ) Calculate the confirmation position load torque applied to the gravity axis from the command value, or calculate the confirmation position load torque applied to the gravity axis from the theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position of the gravity axis. The apparatus for correcting a gravitational deflection angle of an articulated robot according to claim 8. 前記確認位置負荷トルクを前記制御部により前記重力軸が前記角度確認位置となるように位置決めしたときの前記サーボモータの負荷トルクとした請求項8記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。   9. The gravity deflection angle correction device for an articulated robot according to claim 8, wherein the confirmation position load torque is set as the load torque of the servo motor when the control unit is positioned so that the gravity axis is at the angle confirmation position. 第N(Nは0又は正の整数)番目の前記ばね定数を求めるための位置合わせ時に、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令値である第N確認位置(角度)指令値と、前記角度確認位置における理論上の確認位置(角度)指令値との差を前記確認位置負荷トルクで除して第Nばね定数とし、少なくとも前記第N確認位置指令値を記憶する指令記憶部、前記第Nばね定数を記憶するばね定数記憶部と、
前記第Nの位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+1確認位置(角度)指令値と、前記第Nの位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+1ばね定数差とし、
前記第Nばね定数と前記N+1ばね定数差との和を新たな第N+1のばね定数として前記記憶部に記憶するばね定数差分算出部と、を有し、
さらに、前記ばね定数差分算出部は、前記第N+1の位置合わせ後に、前記制御部により前記軸を前記角度確認位置となるように回動された時の位置指令である第N+2確認位置(角度)指令値と、前記第N+1の位置指令値とから位置差を求め、
前記位置差を前記確認位置負荷トルクで除してN+2ばね定数差として計算し、
前記第N+1ばね定数と前記N+2ばね定数差との和を新たな第N+2のばね定数として前記ばね定数記憶部に記憶し、以後ばね定数を前回と今回の位置合わせ時の位置差とばね定数差から求めるようにされている請求項8乃至10のいずれか一に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。
A position command value when the gravity axis is rotated to be the angle confirmation position by the control unit at the time of alignment for obtaining the Nth (N is 0 or positive integer) spring constant. A difference between a certain Nth confirmation position (angle) command value and a theoretical confirmation position (angle) command value at the angle confirmation position is divided by the confirmation position load torque to obtain an Nth spring constant, and at least the Nth A command storage unit for storing a confirmation position command value, a spring constant storage unit for storing the Nth spring constant;
After the Nth alignment, the N + 1 confirmed position (angle) command value, which is a position command when the control unit turns the shaft to the angle confirmed position, and the Nth position command Find the position difference from the value,
Divide the position difference by the check position load torque to obtain an N + 1 spring constant difference,
A spring constant difference calculation unit that stores the sum of the Nth spring constant and the N + 1 spring constant difference in the storage unit as a new N + 1 spring constant;
Further, the spring constant difference calculating unit is an N + 2 confirmation position (angle) that is a position command when the control unit rotates the shaft to be the angle confirmation position after the N + 1th alignment. A position difference is obtained from the command value and the (N + 1) th position command value,
Divide the position difference by the confirmation position load torque to calculate an N + 2 spring constant difference;
The sum of the (N + 1) th spring constant and the (N + 2) spring constant difference is stored as a new (N + 2) spring constant in the spring constant storage unit. The gravity deflection angle correction device for an articulated robot according to any one of claims 8 to 10, wherein the correction is made from:
前記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記多関節ロボットの出荷時又は稼働初期時である請求項11に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。   12. The gravity deflection angle correction device for an articulated robot according to claim 11, wherein the initial value (N = 0) of the N-th alignment is a shipment time or an initial operation time of the articulated robot. 記第Nの位置合わせの初期値(N=0)が、前記制御部により前記重力軸を前記角度確認位置となるように回動される理論上の確認位置(角度)指令値と前記確認位置負荷トルクから理論上得られるたわみ量を前記確認位置負荷トルクで除した値をばね定数として記憶するようにした請求項11又は12に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。   The theoretical confirmation position (angle) command value and the confirmation position in which the initial value (N = 0) of the N-th alignment is rotated by the control unit so that the gravity axis becomes the angle confirmation position. The gravity deflection angle correction apparatus for an articulated robot according to claim 11 or 12, wherein a value obtained by dividing a deflection amount theoretically obtained from a load torque by the confirmation position load torque is stored as a spring constant. 前記第Nと第N+1の位置合わせの間の稼働時間を記憶する稼働時間記憶部と、前記ばね定数差を前記稼働時間で除した値が所定の値(閾値)を超えたときに信号として出力する信号出力部を有する請求項11乃至13のいずれか一に記載の多関節ロボットの重力たわみ角補正装置。   An operation time storage unit that stores an operation time between the Nth and N + 1th alignment, and a signal output when a value obtained by dividing the spring constant difference by the operation time exceeds a predetermined value (threshold value) The gravity deflection angle correction device for an articulated robot according to any one of claims 11 to 13, further comprising a signal output unit for performing the operation.
JP2012117683A 2012-05-23 2012-05-23 Gravity slope correcting method and device of industrial robot Pending JP2013244540A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117683A JP2013244540A (en) 2012-05-23 2012-05-23 Gravity slope correcting method and device of industrial robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012117683A JP2013244540A (en) 2012-05-23 2012-05-23 Gravity slope correcting method and device of industrial robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013244540A true JP2013244540A (en) 2013-12-09

Family

ID=49844727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012117683A Pending JP2013244540A (en) 2012-05-23 2012-05-23 Gravity slope correcting method and device of industrial robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013244540A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015186572A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 株式会社神戸製鋼所 Robot control device
DE102016116811A1 (en) 2015-09-15 2017-03-16 Fanuc Corporation Displacement measuring system for measuring the deflection of a mobile robot
CN109015648A (en) * 2018-08-22 2018-12-18 珠海格力电器股份有限公司 A kind of control method of robot, device, storage medium and robot
JP2019051558A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 株式会社ヒロテック Positional deviation inspection device and positional deviation inspection method
JP2019188500A (en) * 2018-04-20 2019-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Robot control method
CN111496777A (en) * 2019-01-31 2020-08-07 发那科株式会社 Robot control device
CN112512758A (en) * 2018-05-11 2021-03-16 川崎重工业株式会社 Deflection amount estimation device, robot control device, and deflection amount estimation method
CN113905853A (en) * 2019-06-04 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Robot control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263303A (en) * 1985-09-13 1987-03-20 Oki Electric Ind Co Ltd Position correcting method for mechanical origin of articulated robot
JPS6316986A (en) * 1986-07-07 1988-01-23 神鋼電機株式会社 Method of positioning and compensating robot
JPH0663881A (en) * 1992-03-31 1994-03-08 Honda Motor Co Ltd Walking control device for leg type mobile robot
JP2004322224A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Yaskawa Electric Corp Robot control device
JP2010058256A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Yaskawa Electric Corp Arm position regulating method and apparatus and robot system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263303A (en) * 1985-09-13 1987-03-20 Oki Electric Ind Co Ltd Position correcting method for mechanical origin of articulated robot
JPS6316986A (en) * 1986-07-07 1988-01-23 神鋼電機株式会社 Method of positioning and compensating robot
JPH0663881A (en) * 1992-03-31 1994-03-08 Honda Motor Co Ltd Walking control device for leg type mobile robot
JP2004322224A (en) * 2003-04-21 2004-11-18 Yaskawa Electric Corp Robot control device
JP2010058256A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Yaskawa Electric Corp Arm position regulating method and apparatus and robot system

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015226961A (en) * 2014-06-02 2015-12-17 株式会社神戸製鋼所 Control device for robot
KR20160148665A (en) * 2014-06-02 2016-12-26 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Robot control device
CN106457560A (en) * 2014-06-02 2017-02-22 株式会社神户制钢所 Robot control device
KR101864062B1 (en) 2014-06-02 2018-06-01 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Robot control device
US10022866B2 (en) 2014-06-02 2018-07-17 Kobe Steel, Ltd. Robot control device
CN106457560B (en) * 2014-06-02 2018-12-18 株式会社神户制钢所 The control device of robot
EP3150341B1 (en) * 2014-06-02 2020-10-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Robot control device
WO2015186572A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 株式会社神戸製鋼所 Robot control device
DE102016116811B4 (en) 2015-09-15 2019-07-11 Fanuc Corporation Displacement measuring system for measuring the deflection of a mobile robot
DE102016116811A1 (en) 2015-09-15 2017-03-16 Fanuc Corporation Displacement measuring system for measuring the deflection of a mobile robot
US9956686B2 (en) 2015-09-15 2018-05-01 Fanuc Corporation Deflection measurement system for measuring deflection of articulated robot
JP2019051558A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 株式会社ヒロテック Positional deviation inspection device and positional deviation inspection method
JP2019188500A (en) * 2018-04-20 2019-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Robot control method
CN112512758A (en) * 2018-05-11 2021-03-16 川崎重工业株式会社 Deflection amount estimation device, robot control device, and deflection amount estimation method
CN112512758B (en) * 2018-05-11 2023-06-23 川崎重工业株式会社 Deflection amount estimating device, robot control device, and deflection amount estimating method
CN109015648A (en) * 2018-08-22 2018-12-18 珠海格力电器股份有限公司 A kind of control method of robot, device, storage medium and robot
CN109015648B (en) * 2018-08-22 2020-10-27 珠海格力电器股份有限公司 Robot control method and device, storage medium and robot
CN111496777A (en) * 2019-01-31 2020-08-07 发那科株式会社 Robot control device
CN113905853A (en) * 2019-06-04 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Robot control method
CN113905853B (en) * 2019-06-04 2024-03-08 松下知识产权经营株式会社 Robot control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013244540A (en) Gravity slope correcting method and device of industrial robot
JP6881886B2 (en) Control method, robot device, and drive device
US11806873B2 (en) Driving mechanism, robot apparatus measurement method, robot apparatus control method and component manufacturing method
CN107107336B (en) Robot adaptive placement system with end effector position estimation
JP5370392B2 (en) Robot system, robot control apparatus, and robot control method
KR102007536B1 (en) Method for detecting a torque and industrial robot
JP2008040930A (en) Control method and control device for parallel mechanism machine
US10919150B2 (en) Motor control system, control method for motor control system, and robot system
JP2020078247A (en) Drive device, actuator unit, robot device, drive device control method, actuator unit control method, and robot device control method
JP2010058256A (en) Arm position regulating method and apparatus and robot system
JP4836872B2 (en) Control device, control method, program, and robot
JP2012176465A (en) Device for calibrating torque sensor, calibration method, and program
JP6934640B2 (en) Robot control method
CN110871456B (en) Robot
JP2013052486A (en) Robot and robot control method
US11045950B2 (en) Driving device and detecting device
CN112512758B (en) Deflection amount estimating device, robot control device, and deflection amount estimating method
JP7267725B2 (en) Robot control method, program, recording medium, robot system, article manufacturing method
US20230400384A1 (en) Abnormality detection device which detects abnormalities in power transmission mechanism for transmitting rotational force outputted by motor
JP6221528B2 (en) Robot hand axis origin position calibration method, robot control device
US11926054B2 (en) Robot control method
JP2020037172A (en) robot
JP2019141983A (en) Robot control device
US11548148B2 (en) Robot control device
JP7121599B2 (en) ROBOT SYSTEM AND ROBOT SYSTEM CONTROL METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20150402

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160317

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161025