ロボット制御装置の補正パラメータ同定装置

【課題】減速機角度伝達誤差によるうねりを補正する。
【解決手段】ロボットの手先部に発生するうねりの振幅を求める手段と、複数の関節の所定の関節Ｊiに対応するうねりの振幅値Ｄｉを求める手段と、所定の関節Ｊｉをモータの位置指令θrefｉで単軸動作させた際に、関節の軸に現れる位置フィードバック信号Ｂｉを計測する手段と、関節Ｊｉに対する位置指令値θrefｉに振幅Ｃのうねりを重畳的に加え、更に、他の軸Ｊｘに位置指令θrefｘが加えたと仮定した場合に、手先位置において発生するうねりＣ’ｉを計算する手段と、Ａｉ＝（Ｃｉ／Ｃ’ｉ）×Ｄｉという式に従って、Ｂiに対応するＡｉを求める手段と複数のロボットに対して、以上の各手段を用いて、Ｂiに対応するＡｉを求める手段とを備える、ロボット制御装置の補正パラメータ同定装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、例えばロボット制御装置の補正パラメータ同定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばアーク溶接やレーザカット用途ロボットに用いられるロボット制御装置においては、動作時にロボットの手先位置が重力方向にうねるように振動し、加工精度が悪化する現象が発生することがある（例えば特許文献１参照）。このうねりはロボット各軸に取り付けられた減速機の角度伝達誤差により発生すると考えられている。
【０００３】
この減速機の角度伝達誤差に対処するために、通常のロボット制御装置は、各軸のうねりを打ち消す正弦波指令を与えて作業対象物の位置の補正をしている。
図９に従来技術におけるロボット制御装置の位置補正技術を示す。ここでは、減速機のうねりは正弦波の補正信号θcomで打ち消される。この正弦波θcomの振幅Ａと位相Δθは、予め調整され、適正値が求められる。
【０００４】
この適正値は、振幅設定部１９、位相設定部２０により設定される。正弦波生成部２４は、設定された振幅Ａ、位相Δθおよび指令生成部５３が出力する位置指令ベース信号θrｂに基づいて、補正信号θcomを算出する。
【０００５】
算出された補正信号θcomは、位置指令ベース信号θrbに加算され、補正後の位置指令信号θrefとなる。この位置指令信号θrefは、角度検出部５１が検出したモータの回転角度θfbと比較され、その比較結果の偏差に基づきサーボ制御部５２がモータ１１を駆動し、ロボットアーム１４は位置決め制御される。
【０００６】
従来の減速機角度伝達誤差の補正パラメータ同定方法は、ロボット外界センサを使用し、手先うねりが最小になるように補正パラメータである振幅・位相を調整し、同定している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
また、ねじれトルクによるモータへの反力に減速比を考慮することで、より正確な制御対象モデルを同定することができ、現代制御理論の導入によりロボット手先位置軌跡精度を向上しているものもある。この場合、補正パラメータである位相は、ロボット内界センサ(モータを駆動する電流、モータ回転速度)により取得したデータを用いて同定している（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
このように、従来のロボット制御装置では、減速機角度伝達誤差を補正する補正信号のパラメータである振幅・位相共にロボット外界センサで同定する手順、または、位相のみロボット内界センサで同定する手順がとられていた。つまり、補正信号のパラメータである振幅を内界センサで同定する技術は存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第2577713号公報
【特許文献２】特開平７−129251号公報
【特許文献３】特許第3239789号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
減速機の角度伝達誤差の補正パラメータは同枠番の減速機であっても個体差があり、個体毎に同定する必要がある。つまりロボット出荷時の調整工程や、出荷後の故障などによる減速機交換の際には都度補正パラメータ同定が必要となる。
しかしながら、前述のように従来の補正パラメータ同定方法では、補正パラメータである振幅・位相の両方をロボット内界センサのみで同定することができず、ロボット外界センサや周辺機器をロボット付近に設置しなければならない。さらに出荷後の減速機交換では、ロボットの稼動現場までロボット外界センサや周辺機器を運搬する手間が生じることもある。
このように、従来の補正パラメータ同定方法では補正パラメータを簡易に同定できないという問題があった（なお、簡易でない同定方法というのは、同定時にロボット外界センサや周辺機器を必要とすることをいう）。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するため、出願時の本願発明は、以下の各発明を提供する。
なお、本願出願時の明細書の記載を基礎として、特許請求の範囲の記載が補正され得ることは勿論であるが、その際に、以下の各「発明」の内容を訂正することは予定しない（以下の各「発明」は、本願明細書における開示の要点としての意味を持つ）。
［発明１］
モータにより、減速機を介して複数の関節Ｊ1-ｎが駆動されるロボットと、
前記各関節1-ｎにおいて前記モータの角度Ｂ1-ｎ［rad］を検出する角度検出部と、
前記各関節Ｊ1-ｎ（１からｎは整数）に対する、前記モータの位置指令θref１〜ｎ［rad］を生成する指令生成部と、
前記位置指令θref１〜ｎ［rad］と、当該位置指令θref１〜ｎ［rad］に対して実際に検出された前記モータ角度θfb１〜ｎ［rad］との誤差である、減速機角度伝達誤差を補正するための補正信号Ａ１〜ｎ［rad］を生成する補正信号生成部であって、当該補正信号Ａ１〜ｎ［rad］が、前記位置指定θref１〜ｎ［rad］に当該補正信号Ａ１〜ｎ［rad］を加算することによって、前記減速機角度伝達誤差を解消するためのものであるものと、
を備えたロボット制御装置の補正パラメータ同定装置であって、
前記ロボットの手先部を直交動作させた際に発生する、前記複数の関節の少なくとも２つの前記減速機角度伝達誤差に起因する、当該手先部に発生する、Ｚ軸方向、即ち地表面と垂直な方向、のうねりの振幅Ｚ［mm］を求める手段と、
前記うねりの振幅Ｚ［mm］をフーリエ変換して、前記複数の関節の所定の関節Ｊiに対応するうねりの振幅値Ｄｉ［mm］（ｉは１からｎのうちの所定の数）を求める手段と、
前記所定の関節Ｊｉ（ｉは１からｎのうちの所定の数）をモータの位置指令θrefｉ［rad］で単軸動作させた際に、前記所定の関節の軸に現れる位置フィードバック信号Ｂｉ［rad］を計測する手段と、
前記所定の関節Ｊｉに対する位置指令値θrefｉに更に外部から振幅Ｃ［rad］のうねりを重畳的に加えたと仮定し、これらに加えて更に、他の軸Ｊｘ（ｘは、ｉ以外の所定の数）に位置指令θrefｘ［rad］が加えられたと仮定した場合に、順運動学によって、手先位置においてＺ方向に発生することとなる仮想的うねりＣ’ｉ［mm］を計算する手段と、
Ａｉ［rad］＝（Ｃｉ［rad］／Ｃ’ｉ［mm］）×Ｄｉ［mm］
という式に従って、前記Ｂi［rad］に対応するＡｉ［rad］を求める手段と、
同一機種であるが、その動作可能重量が異なる複数のロボットに対して、以上の各手段を用いて、それぞれのロボットに対する、Ｂi［rad］に対応するＡｉ［rad］を求める手段と、
を備える、ロボット制御装置の補正パラメータ同定装置。
【００１２】
このように構成することによって、補正信号のパラメータである振幅を内界センサで同定することが可能となる。
［発明２］
前記補正パラメータ同定装置における、減速機角度伝達誤差を補償する装置であって、
所定の関節Ｊｊ（ｊは１からｎのうちの任意の数）を単軸動作させる手段と、
前記単軸動作のために所定の位置指令θrefｊ［rad］を与える手段と、
前記単軸動作された関節Ｊjにおいて測定された位置フィードバックθfbｊ［rad］を得る手段と、
前記位置フィードバックθfbｊ［rad］の、前記位置指令θrefｊ［rad］からの遅れ時間ΔＴｄｊ［sec］を求める手段と、
前記位置フィードバックθfbｊ［rad］を前記ΔＴｄｊ［sec］だけ進めた信号θfb’ ｊ［rad］を得る手段と、
前記信号θfb’ ｊ［rad］と前記位置指令θrefｊ［rad］の差Difj［rad］を求める手段と、
前記Difj［rad］の振幅Ｂｊ［rad］を求める手段と、
発明１に記載の各手段により、前記振幅Ｂｊ［rad］に対応するＡj［rad］を求める手段と、
を備える装置。
【００１３】
このように構成することによって、各ロボット毎に異なる減速機の角度伝達誤差を補償することが可能となる。
以下に、本願明細書中で使用する用語の意義を列挙する。
・ロボット→人の代わりに何等かの作業を行う装置。本発明では、主に、ある程度自律的に連続した自動作業を行う、産業用ロボットが代表例だが、これに限定されない。将来開発される「ロボット（人の代わりに何等かの作業を行う装置）」であって、本願特許請求の範囲の技術的範囲に含まれる発明を利用可能な全ての「ロボット」が含まれる。
・エンコーダ→モータの位置（回転角度）を測定するためのセンサ。エンコーダの出力を微分するとモータの回転（角）速度が得られる。
・順運動学→ロボット制御の場合は各軸を駆動するモータにエンコーダが設けられており、エンコーダで測定した各軸の位置（回転角度）と、ロボットの各リンクの長さ（既知）とからロボットの手先の位置・姿勢を求めることができる。このロボットの手先の位置・姿勢を求めることを順運動学（順変換）と言う。
・逆運動学（逆変換）→あるロボットの手先の位置・姿勢を実現するために、ロボットの各軸の位置(回転角度）をどのようにすればよいかを求めることを言う。
・外界センサ→元来のロボット制御系とは別に外部に設けられ、ロボットの動き（本発明の実施例の場合、手先のうねり）を外部から測定するセンサ。特許文献２の振動検出器がこれに相当する。
・内界センサ→ロボットのモータの位置を測定するエンコーダや、モータに流れる電流値、電圧値を測定するセンサのように、ロボットの制御系の内部に設けられたサンサ。
・同定（する）→計算すること。制御系や機構系のモデルを確定するためのパラメータを求める、という意味。
・ＰＣ→パソコン
・単軸動作→１軸のみの動作(ロボットの関節のうち１軸を動作させる)
・直交動作→例えばＸ軸方向にロボットの手先を移動させること。
・ハーモニック減速機→ロボットの各関節を駆動させるモータと組み合わせて用いられる減速機の一種。なお、減速機の代表例はギアである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例は、例えば、減速機角度伝達誤差によるうねりを補正する際に必要となる補正信号のパラメータである振幅をロボット内界センサにより同定することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１−Ａ】本発明の実施例の全体的説明。
【図１−Ｂ】本発明の実施例の技術を示すフローチャート
【図２】本発明の実施例の技術を適用するロボット制御装置の構成を示す図
【図３】補正振幅と位置フィードバックの関係式を導出するために用いるシステム図
【図４】補正振幅と位置フィードバックの関係式を導出するための手順を示すフローチャート
【図５】補正振幅と位置フィードバックの関係式を導出するための手順を補足する図
【図６】補正振幅と位置フィードバックの関係式を示すグラフ
【図７】補正振幅を同定する手順を示すフローチャート
【図８】補正振幅を同定する手順を補足する図
【図９】従来技術のロボット制御装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例では、ロボットの手先位置が重力方向にうねる際の、当該うねりとは逆方向の補正用の位置指令Ａ（振幅値：rad）を与える装置において、当該逆方向の位置指令の値Ａを求める、新規な技術を開示する。
【００１７】
この技術においては、図１−Ａを参照すると、
（１）まず、直交動作を行い、各機種のロボット１台毎の、各軸毎への位置指令θref［rad］と、当該指令に対して実際に得られた（うねりを含む）手先位置Ｚ［mm］を測定する(図４：Ｓ４２)。
（２）次に、手先位置Ｚ［mm］をフーリエ変換して、周波数軸上の、ロボット各軸(例えば軸Ｊi)に対応する周波数における振幅Ｄ［mm］（時間軸上では、うねりの振幅に相当）を得る（１回のフーリエ変換で、各軸毎の値が一挙に求まる理由は後述）。(図４：Ｓ４４)
(３)単軸動作を行い、ロボット各軸のエンコーダの値から、各軸(例えば軸Ｊi)の、位置フィードバックθfb［rad］の振幅Ｂ［rad］を求める(図４：Ｓ４５)。
（４）次に、上記補正用の位置指令Ａを求めたい軸Ｊiに、人工的に振幅Ｃ［rad］の振幅のうねりを与えたと仮定した場合(図４：Ｓ４６)に、
（4-1）軸Ｊiへの位置指令値に当該Ｃ［rad］が重畳された信号（Ｃ＋θref）[rad]＠Ｊi［図４のＳ４６のデータ”3”］、及び、
（4-2）他の軸Ｊyにおける位置指令θref［rad］＠Ｊy、
の２つが指令値として与えられたと仮定した場合に、順運動学を用いて得られる、Ｚ方向手先位置の仮想的うねりＣ’［mm］を計算する(図４：Ｓ４７)。
(５)軸Ｊiへ人工的に与えたと仮定されるＣ［rad］と、Ｚ方向手先位置の仮想的うねりＣ’［mm］の比が、軸Ｊiに与えるべき補正振幅Ａ［rad］と、Ｚ方向手先位置のうねりの振幅Ｄ［mm］の比に等しいことを利用して、既知となった、Ｃ［rad］，Ｃ’［mm］、及び、Ｄ［mm］から、Ａ［rad］を求める(図４：Ｓ４８)。
これ以降の説明では、補正信号のパラメータである振幅を「補正振幅」と記載することにする。
【００１８】
複数の同一仕様のロボットに対して以上の手順を実行することで、図６に相当する、ＢとＡ［rad］の関係が得られ、当該ロボットにおいて、手先位置θfbのうねりの振幅Ｂ［rad］と、当該Ｂに対して必要な補正振幅Ａ［rad］の対応関係、Ａ＝ｆ(Ｂ)(式５)（後述）が得られる。
ここで、「複数の同一仕様のロボットに対して以上の手順を実行」とは、同じ機種のロボット数機について測定してＡ＝ｆ(Ｂ)の関係を得ることをいう。次に、出荷段階では、このようにして得られたＡ＝ｆ(Ｂ)の関係を利用しつつ、各ロボット毎に異なる減速機角度伝達誤差を補償するため、次のような処理を行う。
【００１９】
つまり、
(６)上記各軸毎への位置指令θrefと、当該指令に対して実際に得られた（うねりを含む）手先位置θfbとの間に、存在する時間差の影響を除去して、実際に与えられる位置指令がθrefであり、実際に得られる手先位置がθfbである場合に、当該時間差の影響を除去して、正確な補正振幅Ａを得る(図８を用いて後述)。
以下、本発明のロボット制御装置の具体的実施例について、図１−Ｂから図８に基づいて説明する。
【００２０】
図１−Ｂは、本発明の実施例の補正パラメータ同定方法を示すフローチャートである。
まず、複数ロボットにおいて単軸動作で位置指令と位置フィードバックを、直交動作で手先位置と位置指令を計測する(Ｓ１１)(上記(１)から(３)に相当)。
次に、位置フィードバックの振幅と補正信号のパラメータである振幅の関係式を導出する(Ｓ１２)(上記(４)から(５)に相当)。
そして、個体毎の補正振幅の調整を行う(Ｓ１３)(上記(６)に相当)。(Ｓ１１)、(Ｓ１２)は、位置フィードバックの振幅と補正信号のパラメータである振幅の関係式を導出するための手順である。事前準備であり、１機種につき１回のみ行えばよい。１機種に１回というのは、ロボットの大きさが変わると、その機種で測定しないといけないということである。(例えば、10kg、20kg、30kg可搬のロボットがあれば、その3機種分測定する必要がある)
【００２１】
ステップＳ１３は、個体毎に補正パラメータを同定する手順であり、出荷時や、ロボット稼動現場での減速機交換に伴う調整時に行う。事前準備で位置フィードバックの振幅と補正振幅の関係式を導出しているため、ロボット外界センサなしで簡易に同定することができる。
【００２２】
図２は、本発明の実施例の技術を実施するロボット制御装置の構成を示すシステム図である。
ロボット１は、一般的な６軸の産業用ロボットである。ただし、本発明の実施例は一般的な６軸の産業用ロボットに限らず、任意のロボットについて実施できる。本実施例では、図２に示すようにロボットの各軸をＳ軸、Ｌ軸、Ｕ軸、Ｒ軸、Ｂ軸、Ｔ軸と呼称する。
【００２３】
ロボット制御装置５は、角度検出部５１、サーボ制御部５２、指令生成部５３、補正信号生成部５４、振幅同定部５５、位相同定部５６を備えている。
角度検出部５１は、ロボット１の各軸モータの角度を検出する。また、サーボ制御部５２は、各軸のモータを制御する。指令生成部５３は、各軸のモータへの指令を生成する。補正信号生成部５４は、各軸のうねりを補正するための補正信号を生成する。振幅同定部５５、位相同定部５６は、それぞれ補正信号の振幅、位相を同定する。振幅同定部５５は、後述する本発明の技術を用い、位相同定部５６は、従来技術（例えば上記特許文献１）のロボット内界センサで同定する際の技術を用いることができる。
【００２４】
補正信号生成部５４は、振幅設定部１９、位相設定部２０、正弦波生成部２４を備えている。正弦波生成部２４は、補正信号となる正弦波を生成する。また、振幅設定部１９および位相設定部２０は、正弦波生成部２４で生成する正弦波の振幅と位相を設定するものである。振幅同定部５５、位相同定部５６により同定された値が振幅設定部１９、位相設定部２０に設定される。
【００２５】
図３は、本発明の実施例において、上述の(１)から(５)のようにして、補正振幅Ａ［rad］と位置フィードバックθfbの振幅Ｂ［rad］の関係式を導出するために用いるシステム図である。
【００２６】
レーザ距離計測センサ２は、後述する反射板３との距離を計測することで、反射板３を基準とした相対的なロボット１の手先位置を計測するための反射型レーザ距離計測センサである。
反射板３は、反射型レーザ距離計測センサが出力するレーザを反射して、Ｚ方向(地表面に垂直方向)の手先位置を計測するための部材である。
【００２７】
ロボット座標系６は、ロボット本体に固定された座標系であり、ロボットを動作される際の基準座標系である。ロボット座標系６では、ロボット１の前後方向にＸ軸、左右方向にＹ軸、上下方向にＺ軸が設けられている。
【００２８】
関係式導出部４では、Ｚ方向手先位置Ｚと各軸の位置指令値θref、位置フィードバックθfbを取得する。これらの情報を用いて、補正振幅Ａと位置フィードバックθfbの振幅Ｂの関係式を導出する。関係式導出部４は、例えばＰＣなどで構成される。
【００２９】
図４のフローチャートは、図１−ＢのステップＳ１１、ステップＳ１２に対応(上記(１)から(５)に対応）するものであり、後述の式（５）の関係式を導出するための手順(事前準備)を示すフローチャートである。
【００３０】
同一仕様のロボット数機（少なくとも３機以上、例えば５機）に対してステップＳ４１〜ステップＳ４８を行い、式（５）の関係式(補正振幅Ａと位置フィードバックの振幅Ｂとの関係式)を求める。
ここでは、図３のシステムを用いる。
まず、ロボットを直交動作させる(Ｓ４１)。
次に、下記２つのデータを計測する(Ｓ４２)。
【００３１】
(i)Ｚ方向手先位置
(ii)各軸の位置指令θref[rad]
ロボットが停止するのを待つ(Ｓ４３) 。
次に、(i)のデータからフーリエ変換により各軸のＺ方向手先位置の振幅Ｄ[mm]を求める(Ｓ４４)。
【００３２】
フーリエ変換することによって、周波数軸上に、低い周波数から高くなる方向に、例えば図５のＬ軸の周波数における振幅、及び、Ｕ軸の周波数における振幅が得られる。(なお、この「振幅」は、軸の回転方向の「振幅」［rad］ではなく、手先での振動の振幅［mm］に対応する、各軸の回転方向の振幅［rad］を手先での振動振幅［mm］に換算した物理量に対応する)
ここで、フーリエ変換後に、周波数軸上に現れる、複数のピーク値が、それぞれ、ロボットのどの軸の振動（うねり）に対応するかは、次のようにして知ることができる。
【００３３】
各軸の減速機角度伝達誤差による手先に現れるうねりの周波数は、モータ速度と減速機の構造による。例えば、Ｌ軸減速機の構造によって１周にＮ個うねりが現れるとする。Ｌ軸のモータ速度がω、Ｌ軸減速比dとする。すると、うねりの周波数は、(ω×Ｎ)／(２π×d)と分かる（図５を参照した、後述の図４のＳ４４についての「各軸のＺ方向手先位置のＤの求め方」参照）。
【００３４】
位置フィードバックには、減速機角度伝達誤差に起因するうねりが現れる。このうねりの周波数は、例えばRV減速機の場合、一つの減速機にＲＶギア２枚が逆位相で付いているため、噛合うピン数の２倍に比例することとなる。また、例えば、ハーモニック減速機の場合、モータ１回転あたり２周期であることが知られている。このように、減速機の構造によってうねりの周期が決まる。
【００３５】
このように、フーリエ変換を用いることによって、１回の測定で、関係する全ての軸の振動の振幅を求めることができる。
続いて、図３に概説した方法を用いて各軸の位置フィードバックθfbの振幅Ｂ[rad]を求める(Ｓ４５)。
【００３６】
（なお、Ｓ４５で得られるＢは、以降の処理で次のように用いられる。即ち、事前準備として複数ロボットで、Ｓ１１とＳ１２でＡとＢの関係式（Ａ＝ｆ（Ｂ）［式５］）が求まっている。その後はＳ１３でＢさえ求めれば、Ａが求まる(内界センサであるエンコーダがあればＡを求めることができる。事前準備が終わってからは手先位置を計測する必要はない)。すなわち、Ｂを求めることによって、当該Ｂに対応するＡを求めるためにＢの値を用いるのである。）
更に、同定したい軸の(ii)のデータに振幅Ｃ[rad]の正弦波を加算したデータ(iii)を作成する(Ｓ４６)。
【００３７】
そして、(iii)のデータと同定したい軸以外の(ii)のデータから順運動学によりＺ方向手先位置の振幅Ｃ´[mm]を計算する(Ｓ４７)。
最後に、Ｃ：Ｃ´＝Ａ：Ｄの関係から補正振幅Ａ[rad]を求める(Ｓ４８)。
【００３８】
図５は、図４のステップＳ４４、ステップＳ４６、ステップＳ４７の手順を図式化したものである。
図５を用いて、図４のステップＳ４４における、各軸のＺ方向手先位置の振幅Ｄの求め方について補足説明する。
【００３９】
レーザ距離計測センサ２で計測したＺ方向手先位置をＰ(t)とする。すると、式(１)〜(４)により各軸のＺ方向手先位置の振幅Ｄを求めることができる。
ただし、Ｔ₀[sec]は各軸のうねりの周期、ΔｔはＺ方向手先位置データを計測したサンプリング周期、ｄは減速比、ωは角速度、ＡnとＢnはフーリエ係数である。角速度は計測した位置フィードバックθfbの時系列データから算出する。
【００４０】
【数１】

【００４１】
【数２】

【００４２】
【数３】

【００４３】
【数４】

【００４４】
図６は、後述の式（５）の関係式を導出するために、同一仕様のロボット数機（少なくとも３機以上）に対して図４の事前準備の手順を行い、補正振幅Ａと位置フィードバックθfbの振幅Ｂをプロットしたグラフである。このグラフから関係式（５）を導出する。例えば、最小二乗法により関係式を求めるが、最小二乗法には限定されない。
【００４５】
【数５】

【００４６】
図７は、図１−ＢのステップＳ１３に係る、出荷時にロボット制御装置において補正振幅Ａを同定する処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明実施例における技術を順を追って説明する。ハードウェアとしては図２のシステムを用いる。
まず、同定したい軸を単軸動作させる(Ｓ７１)。
次に、位置指令θrefと位置フィードバックθfbを計測する(Ｓ７２)。
ロボットが停止するのを待つ(Ｓ７３)。
次に、位置フィードバックθfbと位置指令θrefからの遅れΔＴdを求める(Ｓ７４)。
そして、位置フィードバックθfbを(Ｓ７４)で求めた遅れΔＴd進める(得られたデータをθfb´とする)(Ｓ７５)。
次に、位置指令θrefと(Ｓ７５)で求めたデータθfb´との差を求める(Ｓ７６)。
このようにして、各ロボット毎に異なる減速機角度伝達誤差を補償することが可能となる。
引き続き、ステップＳ７６で求めたデータの振幅Ｂ[rad]を求める(Ｓ７７)。
式（５）より補正振幅Ａ[rad]を算出する(Ｓ７８)。式（５）の関係式は、上述のようにして既に求められている（図４のフローチャート参照)。
【００４７】
上記手順により振幅同定部５５は、角度検出部５１から得た位置フィードバックの振幅Ｂと式（５）から補正振幅Ａを同定し、その値を振幅設定部１９により設定する。
図８は、図７のステップＳ７４〜ステップＳ７７を図式化したものである。
【００４８】
このように、ロボットの同定したい軸を単軸動作させ、ロボット内界センサであるエンコーダにより位置フィードバック信号の減速機角度伝達誤差に起因するうねりの振幅を求め、各関節軸の減速機角度伝達誤差を補正する補正振幅と位置フィードバック信号の振幅との事前に得られた関係式を用いて位置フィードバック信号の振幅から補正振幅を同定するので、製品出荷工程や減速機交換時に補正パラメータ同定のために新たな周辺機器を必要とせず、簡易に短時間で補正パラメータを同定することができる。
【００４９】
また、経年変化で補正振幅が変化しても、位置フィードバック信号の振幅を計測し直せば、経年変化した後の補正振幅を同定できる。
本明細書に説明される特定の実施形態が説明された。他の実施形態は、特許請求の範囲内にある。例えば、特許請求の範囲に挙げられた動作は、異なる順番で実行し、依然として望ましい結果を実現することができる。一例として、添付図面に示されるプロセスは、望ましい結果を実現するために、必ずしも、示される特定の順番又は逐次的な順番を必要とするものではない。
【００５０】
また、１つの構成要素が有する機能が２つ以上の物理的構成によって実現されてもよく、２つ以上の構成要素が有する機能が１つの物理的構成によって実現されてもよい。システムの発明は、それぞれの構成要素の有する機能が逐次的に実行される方法の発明として把握することもできるし、その逆も成り立つ。方法の発明においては、各ステップは記載された順序に実行されるものに限定されるものではなく、全体としての機能が矛盾なく実行され得る限りにおいて、自由な順序でそれを実行することができる。これらの発明は、所定のハードウェアと協働して所定の機能を実現させるプログラムとしても成立し、それを記録した記録媒体としても成立する。また本発明は、搬送波上に具現化されたコンピュータ・データ信号であって、そのプログラムのコードを備えたものとしても成立しうる。
【００５１】
本態様の他の実施形態は、対応するシステム、装置、デバイス、コンピュータプログラム製品、及びコンピュータ可読媒体を含む。
審査中の手続補正によって、及び、特許後の訂正審判又は訂正請求において、法的な制限の範囲内で、本発明は、以上の種々の態様に訂正され得る。
【００５２】
なお、特許後の訂正審判又は訂正請求における「実質上特許請求の範囲を変更」の判断は、特許時の請求項に新たな構成要素が追加されたか否か（即ち、いわゆる外的付加が為されたか否か）、又は、特許時の請求項の１つ又はそれより多いいずれかの構成要素を更に限定するものか（即ち、いわゆる内的付加が為されたか）によって判断されるべきでなく、訂正の前後の請求項に係る発明の効果が類似するか否かの観点から為されるべきである。
【００５３】
本明細書は、多数の特定のものを含むが、これらは、特許請求される又は特許請求されることができる範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。
【００５４】
別個の実施形態の内容において、本明細書に説明される特定の特徴は、さらに、単一の実施形態において組み合わせて実施することができる。
対照的に、単一の実施形態の内容において説明される種々の特徴は、さらに、多数の実施形態において、又はあらゆる好適な小結合において実施することができる。
【００５５】
さらに、特徴は、特定の組み合わせにおいて作用するように上述され、さらに最初に、そのように特許請求されることがあるが、特許請求される組み合わせからの１つ又はそれ以上の特徴は、幾つかの場合においては、その組み合わせから実行されることができ、特許請求される組み合わせは、小結合又は様々な小結合に向けられることができる。
【００５６】
同様に、動作は、特定の順番で図示されるが、このことは、望ましい結果を実現するために、こうした動作が、示される特定の順番で又は逐次的な順番で実行され、又は、それらのすべての図示される動作が実行されることを必要とするように理解されるべきではない。
【符号の説明】
【００５７】
１ロボット
１１モータ
１２エンコーダ
１３減速機
１４ロボットアーム
１５負荷
１９振幅設定部
２レーザ距離計測センサ
２０位相設定部
２４正弦波生成部
３反射板
４関係式導出部
５ロボット制御装置
５１角度検出部
５２サーボ制御部
５３指令生成部
５４補正信号生成部
５５振幅同定部
５６位相同定部
６ロボット座標系
７振幅算出部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより、減速機を介して複数の関節Ｊ1-ｎが駆動されるロボットと、
前記各関節1-ｎにおいて前記モータの角度Ｂ1-ｎ［rad］を検出する角度検出部と、
前記各関節Ｊ1-ｎ（１からｎは整数）に対する、前記モータの位置指令θref１〜ｎ［rad］を生成する指令生成部と、
前記位置指令θref１〜ｎ［rad］と、当該位置指令θref１〜ｎ［rad］に対して実際に検出された前記モータ角度θfb１〜ｎ［rad］との誤差である、減速機角度伝達誤差を補正するための補正信号Ａ１〜ｎ［rad］を生成する補正信号生成部であって、当該補正信号Ａ１〜ｎ［rad］が、前記位置指定θref１〜ｎ［rad］に当該補正信号Ａ１〜ｎ［rad］を加算することによって、前記減速機角度伝達誤差を解消するためのものであるものと、
を備えたロボット制御装置の補正パラメータ同定装置であって、
前記ロボットの手先部を直交動作させた際に発生する、前記複数の関節の少なくとも２つの前記減速機角度伝達誤差に起因する、当該手先部に発生する、Ｚ軸方向、即ち地表面と垂直な方向、のうねりの振幅Ｚ［mm］を求める手段と、
前記うねりの振幅Ｚ［mm］をフーリエ変換して、前記複数の関節の所定の関節Ｊiに対応するうねりの振幅値Ｄｉ［mm］（ｉは１からｎのうちの所定の数）を求める手段と、
前記所定の関節Ｊｉ（ｉは１からｎのうちの所定の数）をモータの位置指令θrefｉ［rad］で単軸動作させた際に、前記所定の関節の軸に現れる位置フィードバック信号Ｂｉ［rad］を計測する手段と、
前記所定の関節Ｊｉに対する位置指令値θrefｉに更に外部から振幅Ｃ［rad］のうねりを重畳的に加えたと仮定し、これらに加えて更に、他の軸Ｊｘ（ｘは、ｉ以外の所定の数）に位置指令θrefｘ［rad］が加えられたと仮定した場合に、順運動学によって、手先位置においてＺ方向に発生することとなる仮想的うねりＣ’ｉ［mm］を計算する手段と、
Ａｉ［rad］＝（Ｃｉ［rad］／Ｃ’ｉ［mm］）×Ｄｉ［mm］
という式に従って、前記Ｂi［rad］に対応するＡｉ［rad］を求める手段と、
同一機種であるが、その動作可能重量が異なる複数のロボットに対して、以上の各手段を用いて、それぞれのロボットに対する、Ｂi［rad］に対応するＡｉ［rad］を求める手段と、
を備える、ロボット制御装置の補正パラメータ同定装置。
【請求項２】
前記補正パラメータ同定装置における、減速機角度伝達誤差を補償する装置であって、
所定の関節Ｊｊ（ｊは１からｎのうちの任意の数）を単軸動作させる手段と、
前記単軸動作のために所定の位置指令θrefｊ［rad］を与える手段と、
前記単軸動作された関節Ｊjにおいて測定された位置フィードバックθfbｊ［rad］を得る手段と、
前記位置フィードバックθfbｊ［rad］の、前記位置指令θrefｊ［rad］からの遅れ時間ΔＴｄｊ［sec］を求める手段と、
前記位置フィードバックθfbｊ［rad］を前記ΔＴｄｊ［sec］だけ進めた信号θfb’ ｊ［rad］を得る手段と、
前記信号θfb’ ｊ［rad］と前記位置指令θrefｊ［rad］の差Difj［rad］を求める手段と、
前記Difj［rad］の振幅Ｂｊ［rad］を求める手段と、
請求項１に記載の各手段により、前記振幅Ｂｊ［rad］に対応するＡj［rad］を求める手段と、
を備える装置。

【図３】