机器人制造技术

本发明专利技术一种机器人，所述机器人(100)具备：多个关节(J1～J6)，其围绕轴线旋转驱动；转矩传感器(S1)，其检测作为多个所述关节(J1～J6)之中的一个关节的对象关节(J1)围绕轴线的转矩；角度关联信息检测部(EN1～EN6)，其检测与各所述关(J1～J6)围绕轴线的旋转角度关联的信息；转矩变动量推定部，其基于所检测的所述信息，推定由所述转矩传感器(S1)检测出的转矩的因围绕所述对象关节(J1)的轴线的转矩以外的负载引起的变动量；以及校正部，其利用所推定的所述变动量来校正由所述转矩传感器(S1)检测出的转矩。

Robot

【技术实现步骤摘要】
机器人
本专利技术涉及机器人。
技术介绍
目前已知有如下的机器人：其具备多个关节，并在各关节具备检测围绕关节轴线的转矩的转矩传感器(例如，参照专利文献1)。专利文献1的机器人，针对围绕一个关节的轴线的转矩，利用由位于比该关节更靠近前端侧的其他关节的转矩传感器所检测的转矩，进行校正。受到向除了围绕一个关节的轴线以外的方向的负载的影响，围绕一个关节的轴线的转矩发生变动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-80841号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，对于专利文献1中的方法而言，以在所有的关节中配置转矩传感器为前提，因此机器人的价格变高。而且，当在连接计算转矩的关节和前端侧的关节的臂上，通过引导示教等而由作业人员施加了外力时，无法准备地计算出围绕关节的轴的转矩。可以通过提高转矩传感器的主体的刚性，来减轻向除了围绕关节的轴线以外的方向被施加的负载的影响，但是会导致转矩传感器自身变大，机器人大型化，机器人质量增加。用于解决问题的方案本专利技术的一方案提供一种机器人，所述机器人具备：多个关节，其围绕轴线旋转驱动；转矩传感器，其检测围绕作为多个所述关节之中的一个关节的对象关节的轴线的转矩；角度关联信息检测部，其检测与各所述关节围绕轴线的旋转角度关联的信息；转矩变动量推定部，其基于所检测的所述信息，推定由所述转矩传感器所检测的转矩的因围绕所述对象关节的轴线的转矩以外的负载引起的变动量；以及校正部，其利用所推定的所述变动量来校正由所述转矩传感器检测出的转矩。附图说明图1是示出本专利技术的一实施方式的机器人的示意性俯视图。图2是示出图1的机器人的基座与回转体的连接部分的示意性侧视图。图3是由图1的机器人的控制部控制的马达的转矩控制的框图。图4是示出针对围绕J1轴的回转体的旋转角度的检测转矩变化的一例的图表。图5是示出根据图4所示的检测转矩来计算出的校正转矩的一例的图表。图6是示出设置在图1的机器人的第一转矩传感器的一例的立体图。附图标记说明1：基座(机器人构成零件)2：回转体(机器人构成零件)3：第一臂(机器人构成零件)4：第二臂(机器人构成零件)5：第一手腕元件(机器人构成零件)6：第二手腕元件(机器人构成零件)3：第三手腕元件(机器人构成零件)11：校正部13：变动量推定部(转矩变动量推定部)100：机器人EN1～EN6：编码器(角度关联信息检测部)J1～J6：关节J1：对象关节S1：第一转矩传感器(转矩传感器)Tf：校正转矩(变动量)具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的一实施方式的机器人100进行说明。本实施方式的机器人100为具备分别围绕各自的轴线旋转驱动的六个关节的垂直多关节型机器人。如图1所示，机器人100具备：基座1，其固定在设置面；回转体(机器人构成零件)2，其相对于基座1能够围绕沿竖直方向延伸的轴J1(对象关节)旋转地被支撑；第一臂(机器人构成零件)3，其相对于回转体2能够围绕与J1轴正交且水平的J2轴(关节)地被支撑；第二臂(机器人构成零件)4，其相对于第一臂3能够围绕与J2轴平行的J3轴(关节)旋转地被支撑；第一手腕元件(机器人构成零件)5，其相对于第二臂4能够围绕位于与J3轴异面的位置的J4轴(关节)旋转地被支撑；第二手腕元件(机器人构成零件)6，其相对于第一手腕元件5能够围绕与J4轴正交的J5轴旋转地被支撑；以及第三手腕元件7，其相对于第二手腕元件6能够围绕与J5轴正交的J6轴旋转地被支撑。而且，机器人100具备：第一转矩传感器(转矩传感器)S1，其配置在基座1与回转体2之间，并检测围绕J1轴的转矩；第二转矩传感器S2，其配置在回转体2与第一臂3之间，并检测围绕J2轴的转矩；以及第三转矩传感器S3，其配置在第一臂3与第二臂4之间，并检测围绕J3轴的转矩。而且，机器人100具备：马达MT1～MT6，其使各部分围绕J1～J6轴进行驱动；各编码器(角度关联信息检测部)EN1～EN6，其设置在各马达，并检测围绕J1～J6轴的旋转角度；以及控制部10，其利用所检测的围绕各轴的旋转角度控制各部分的轴J1～J6的驱动。此外，如图2所示，使回转体2相对于基座1围绕J1轴进行旋转的马达MT1及编码器EN1，在图1中的图示被省略。图1所示的控制部10由未图示的CPU、ROM、RAM所构成。通过CPU将存储于RAM中程序在RAM中展开，控制部10执行各程序功能。如图3所示，控制部10具备：变动量推定部(转矩变动量推定部)13，其根据机器人100的姿态变化来推定由第一转矩传感器S1检测出的转矩的变动量，由此计算校正转矩(变动量)Tf；校正部11，其利用变动量推定部13计算出的校正扭转Tf来校正检测扭转T；以及驱动部12，其根据为驱动马达MT1而输入的转矩指令值Ti、检测转矩T以及校正转矩Tf，来驱动马达MT1。变动量推定部13预先(出厂时等)求出由表或近似式构成的旋转角度特性并进行存储，所述表是对在各关节围绕各轴旋转时的旋转角度应用了由转矩传感器检测的检测转矩T的表。例如，当仅使围绕J1轴的旋转角度发生变化，并将其他各关节固定为对J1轴不施加负载的旋转角度时，将由第一转矩传感器S1检测的转矩T0表示在图4。作为对J1轴不施加负载的机器人100的姿态的例子，例如可以例举如下姿态：J4轴及J6轴与J1轴的延伸线实质上一致的机器人100的姿态；拆卸回转体2以上的前端侧的机构的状态的机器人100的姿态等。若在保持对围绕J1轴不施加负载的机器人100的姿态的情况下，使回转体2围绕J1轴旋转，理想情况下，由第一转矩传感器S1检测的围绕J1轴的转矩应为零。但是，实际上，如图6所示，在第一转矩传感器S1的主体BD的表面上粘贴有两个扭曲测量仪G1、G2，根据G1、G2所检测的扭曲量来确定转矩T。由于扭曲测量仪G1、G2粘贴位置的偏移等，检测转矩T有时产生误差。根据图4，转矩T0根据由第一编码器EN1检测出的围绕J1轴的旋转角度而发生变化。在此，如图5所示，变动量推定部13以表或近似式的方式预先存储由第一转矩传感器S1检测的转矩T0的旋转角度特性。然后，在变动量推定部13中以表或近似式的方式预先存储转矩相对于全部关节的旋转角度的旋转角度特性。该表或近似式是，通过实验，将旋转角度及转矩的数据之间的相关关系通过数据绘图来求出。根据此绘图数据来计算出表或近似式的系数。转矩的旋转角度特性，除了使机器人实际动作来测量之外，还可以通过模拟来进行测量。由此，机器人实际动作时，变动量推定部可将由编码器检测出的各轴的旋转角度应用于已存储的旋转角度特性，或者进行插补，从而计算校正转矩Tf。之后，如下述式(1)所示，校正部11从使用时的机器人100中的第一转矩传感器S1的检测转矩T中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人，其特征在于，具备：/n多个关节，其围绕轴线旋转驱动；/n转矩传感器，其检测围绕作为多个所述关节之中的一个关节的对象关节的轴线的转矩；/n角度关联信息检测部，其检测与各所述关节围绕轴线的旋转角度关联的信息；/n转矩变动量推定部，其基于所检测的所述信息，推定由所述转矩传感器检测出的转矩的因围绕所述对象关节的轴线的转矩以外的负载引起的变动量；以及/n校正部，其利用所推定的所述变动量来校正由所述转矩传感器检测出的转矩。/n

【技术特征摘要】
20180831 JP 2018-163182;20190228 JP 2019-0355081.一种机器人，其特征在于，具备：
多个关节，其围绕轴线旋转驱动；
转矩传感器，其检测围绕作为多个所述关节之中的一个关节的对象关节的轴线的转矩；
角度关联信息检测部，其检测与各所述关节围绕轴线的旋转角度关联的信息；
转矩变动量推定部，其基于所检测的所述信息，推定由所述转矩传感器检测出的转矩的因围绕所述对象关节的轴线的转矩以外的负载引起的变动量；以及
校正部，其利用所推定的所述变动量来校正由所述转矩传感器检测出的转矩。


2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述信息是各所述关节围绕轴线的旋转角度。


3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述信息是各所述关节围绕轴线的角速度或角加速度。


4.根据权利要求1所述的机器人，...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一隆，小栗健一郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP