CN118354877A - 通过转矩或力的控制进行零点标定的机器人的控制装置 - Google Patents

Abstract

机器人的控制装置在构成部件的旋转被旋转阻止部阻止时，控制机器人的一个特定驱动轴的驱动马达以使从转矩检测器输出的转矩成为转矩设定值。控制装置在转矩成为转矩设定值时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置。控制装置基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值，生成相对于旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

Description

通过转矩或力的控制进行零点标定的机器人的控制装置

技术领域

本发明涉及一种通过转矩或力的控制进行零点标定的机器人的控制装置。

背景技术

具备具有关节部的机器人的机器人装置能够一边改变机器人的位置以及姿势一边利用作业工具进行作业。机器人的位置以及姿势与各个关节部的关节角度相关联。关节部的关节角度与安装于驱动马达的编码器的输出相关联。

在现有技术中，已知为了将安装于驱动各个关节部的驱动马达的编码器的输出值与设计值(理论值)准确地关联而进行零点标定。在零点标定中，生成将编码器的输出值变换为在机器人的控制中使用的机器脉冲值的零点标定数据。零点标定数据相当于机器人的驱动轴上的原点的位置，例如与编码器的输出为0°的位置对应。

作为进行机器人的零点标定的方法，已知获取将机器人的位置以及姿势设为用于零点标定的特定的位置以及姿势时的编码器的输出。例如，已知使用确定机器人的位置以及姿势的专用的装置，调整为用于零点标定的机器人的位置以及姿势。严格地调整机器人的位置以及姿势。例如，将带千分表的专用装置安装于机器人的构成部件。已知作业者通过手动操作机器人以生成用于零点标定的位置以及姿势。

或者，通过安装于机器人的照相机的图像，能够使机器人成为预定的位置以及姿势。例如，将带目标的夹具安装于机器人的预定的构成部件。将照相机安装于机器人的手腕部。已知通过基于由照相机获取的图像来严格地调整照相机与目标的位置关系，从而将机器人的位置以及姿势设为用于零点标定的位置以及姿势。

近年来，已知在机器人的手腕部安装力传感器，检测施加于作业工具的力来控制机器人的位置以及姿势(例如，日本特开2016-221642号公报)。另外，为了实现用于零点标定的机器人的位置以及姿势，已知有基于力传感器的输出来调整机器人的位置以及姿势的装置以及控制(例如，日本特开平8-171410号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-221642号公报

专利文献2：日本特开平8-171410号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在现有技术中，为了实现用于零点标定的机器人的位置以及姿势，作业者能够使用示教操作盘手动地驱动机器人。作业者需要细微地调整机器人的三维的位置以及姿势。因此，零点标定的精度依赖于作业者的熟练度。熟练度低的作业者难以进行机器人的位置以及姿势的微妙的调整，因此存在零点标定的精度变低的情况。或者，有在零点标定数据的设定中发生作业者失误的情况。另外，在使用照相机等测量装置的情况下，存在由于干扰光的影响而使零点标定的精度变差的情况。这样，在现有技术中，存在难以通过简单的控制高精度地实施零点标定的问题。

用于解决课题的方案

本公开的第一方式的控制装置是一种机器人的控制装置，其生成相对于安装于使机器人的构成部件旋转的一个特定驱动轴的驱动马达上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。控制装置具备：转矩检测器，其检测绕特定驱动轴的转矩。控制装置具备：转矩控制部，其控制特定驱动轴的驱动马达以使得在构成部件绕特定驱动轴的旋转被旋转阻止部阻止时，从转矩检测器输出的转矩成为预先设定的转矩设定值。控制装置具备：旋转位置获取部，其在从转矩检测器输出的转矩成为转矩设定值时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置。控制装置具备：数据生成部，其基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值，生成针对配置于特定驱动轴上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

本公开的第二方式的控制装置是一种机器人的控制装置，其生成相对于安装于使机器人的构成部件旋转的一个特定驱动轴的驱动马达上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。控制装置具备：夹具，其阻止构成部件绕特定驱动轴旋转，并包括力检测器。控制装置具备：力控制部，其控制特定驱动轴的驱动马达以使得在构成部件绕特定驱动轴的旋转被夹具阻止时，从力检测器输出的力成为预先设定的力设定值。控制装置具备：旋转位置获取部，其在从力检测器输出的力成为力设定值时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置。控制装置具备：数据生成部，其基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值，生成针对配置于特定驱动轴上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

发明效果

根据本公开的方式，能够提供一种以简单的控制高精度地实施零点标定的机器人的控制装置。

附图说明

图1是实施方式的第一机器人装置的侧视图。

图2是第一机器人装置的框图。

图3是说明第一机器人装置的第一控制的机器人的侧视图。

图4是说明第一机器人装置的第一控制的机器人的概略俯视图。

图5是说明第一机器人装置的第一控制的机器人的其他概略俯视图。

图6是齿轮的啮合部分的第一放大剖视图。

图7是齿轮的啮合部分的第二放大剖视图。

图8是齿轮的啮合部分的第三放大剖视图。

图9是说明第一机器人装置的第二控制的机器人的侧视图。

图10是说明第一机器人装置的第二控制的机器人的概略俯视图。

图11是说明第一机器人装置的第二控制的机器人的其他概略俯视图。

图12是说明第一机器人装置的第三控制的机器人的侧视图。

图13是说明第一机器人装置的第四控制的机器人的侧视图。

图14是说明第一机器人装置的第五控制的机器人的侧视图。

图15是说明第一机器人装置的第五控制的机器人的另一侧视图。

图16是说明第一机器人装置的第六控制的机器人的侧视图。

图17是实施方式的第二机器人装置的侧视图。

图18是第二机器人装置的框图。

图19是说明第二机器人装置的控制的机器人的概略俯视图。

图20是说明第二机器人装置的控制的机器人的其他概略俯视图。

具体实施方式

参照图1至图20，对实施方式中的机器人的控制装置进行说明。本实施方式的机器人的控制装置中，各个驱动轴驱动机器人，对每个驱动轴生成零点标定数据。机器人的控制装置生成针对在配置于1个驱动轴上的驱动马达上安装的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

图1是本实施方式中的第一机器人装置的概略图。在图1中，示出了安装作业工具之前的状态。图2表示本实施方式的机器人装置的框图。参照图1以及图2，第一机器人装置5具备移动作业工具2的机器人1。本实施方式的机器人1是包括多个关节部的多关节机器人。特别是，本实施方式的机器人1是垂直多关节机器人。机器人1包括能够移动的多个构成部件。机器人1的构成部件形成为绕各个驱动轴旋转。

机器人1包括固定于设置面的底座部14以及支撑于底座部14的回转底座13。回转底座13相对于底座部14绕第一驱动轴J1旋转。机器人1包括上部臂11以及下部臂12。下部臂12相对于回转底座13绕第二驱动轴J2旋转。上部臂11相对于下部臂12绕第三驱动轴J3旋转。并且，上部臂11绕与上部臂11的延伸方向平行的第四驱动轴J4旋转。

机器人1包括支撑于上部臂11的手腕部15。手腕部15绕第五驱动轴J5旋转。另外，手腕部15包括绕第六驱动轴J6旋转的凸缘16。在凸缘16上固定有作业工具2。在本实施方式中，底座部14、回转底座13、下部臂12、上部臂11、手腕部15以及作业工具2相当于机器人装置5的构成部件。

本实施方式的机器人1具有从驱动轴J1到驱动轴J6的六个驱动轴，但不限于此方式。能够采用通过任意的机构改变位置以及姿势的机器人。作业工具2采用与机器人装置进行的作业对应的装置。

在机器人装置5中设定位置被固定、并且坐标轴的朝向被固定的坐标系即机器人坐标系。机器人坐标系也被称为世界坐标系。另外，在机器人装置5设定有在手腕部15的凸缘16具有原点的凸缘坐标系。凸缘坐标系是与凸缘16的表面一起移动以及旋转的坐标系。进而，在机器人装置5中，设定具有设定在作业工具的任意位置的原点的工具坐标系。工具坐标系是与作业工具一起移动以及旋转的坐标系。工具坐标系相对于凸缘坐标系的相对位置以及姿势是固定的，是预先设定的。机器人1的位置例如与机器人坐标系中的工具坐标系的原点的位置对应。另外，机器人1的姿势与工具坐标系相对于机器人坐标系的朝向对应。

机器人1包括使机器人1的位置以及姿势变化的机器人驱动装置。机器人驱动装置包括驱动臂以及手腕部等构成部件的驱动马达22a～22f。在本实施方式中，与多个驱动轴J1～J6对应地配置有多个驱动马达22a～22f。相对于一个驱动轴配置有一个驱动马达。机器人装置5具备驱动作业工具2的作业工具驱动装置21。作业工具驱动装置21例如包括驱动作业工具的马达、缸以及电磁阀等。

机器人装置5具备控制机器人1以及作业工具2的控制装置4。控制装置4包括进行控制的控制装置主体40以及用于作业者操作控制装置主体40的示教操作盘37。控制装置主体40包括具有作为处理器的CPU(Central Processing Unit)的运算处理装置(计算机)。运算处理装置具有经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory)以及ROM(Read OnlyMemory)等。

示教操作盘37经由通信装置与控制装置主体40连接。示教操作盘37包括输入与机器人1以及作业工具2相关的信息的输入部38。输入部38由键盘以及拨盘等输入部件构成。示教操作盘37包括显示与机器人1以及作业工具2相关的信息的显示部39。显示部39能够由液晶显示面板或有机EL(Electro Luminescence)显示面板等任意的显示面板构成。

向控制装置4输入为了进行机器人1以及作业工具2的动作而预先制作的动作程序46。或者，能够通过作业者操作示教操作盘37以驱动机器人1，设定机器人1的示教点。控制装置4能够基于示教点生成机器人1以及作业工具2的动作程序46。

控制装置主体40包括控制机器人1以及作业工具2的动作的动作控制部43。动作控制部43基于动作程序46，向机器人驱动部45发送用于驱动机器人1的动作指令。机器人驱动部45包括对驱动马达22a～22f进行驱动的电路。机器人驱动部45基于动作指令向驱动马达22a～22f供电。另外，动作控制部43基于动作程序46向作业工具驱动部44发送驱动作业工具2的动作指令。作业工具驱动部44包括驱动作业工具驱动装置21的电路。作业工具驱动部44基于动作指令向作业工具驱动装置21供电。

控制装置主体40包括存储与机器人1以及作业工具2的控制相关的信息的存储部42。存储部42能够由能够存储信息的非暂时性的存储介质构成。例如，存储部42能够由易失性存储器、非易失性存储器、磁存储介质或光存储介质等存储介质构成。动作程序46存储于存储部42。

动作控制部43相当于按照动作程序46进行驱动的处理器。动作控制部43形成为能够读取存储于存储部42的信息。处理器读入动作程序46，实施由动作程序46确定的控制，由此作为动作控制部43发挥作用。

机器人1包括用于检测机器人1的位置以及姿势的旋转位置检测器19a～19f。本实施方式中的旋转位置检测器19a～19f安装于各个驱动轴的驱动马达22a～22f。在一个驱动马达上安装有一个旋转位置检测器。各个旋转位置检测器19a～19f能够由检测驱动马达22a～22f的输出轴的旋转角的编码器构成。基于多个旋转位置检测器19a～19f的输出，检测机器人1的位置以及姿势。

第一机器人装置5的控制装置4包括作为在关节部检测绕驱动轴J1～J6的转矩的转矩检测器的转矩传感器25a～25f。在本实施方式中，针对全部六个驱动轴J1～J6配置转矩传感器25a～25f。针对一个驱动轴配置一个转矩传感器。作为转矩传感器25a～25f，能够采用具备应变仪的传感器等能够检测转矩的任意的传感器。转矩传感器配置于一个机器人的构成部件与由一个机器人的构成部件支撑并旋转的其他构成部件之间。例如，转矩传感器配置在安装于驱动马达的减速器的输出轴与由减速器驱动的构成部件之间。

这样，在第一机器人装置5的机器人1中，相对于一个驱动轴配置驱动马达、旋转位置检测器以及转矩传感器。例如，在使回转底座13绕驱动轴J1旋转的驱动马达22a上安装有检测旋转位置的旋转位置检测器19a。另外，配置有检测绕驱动轴J1的转矩的转矩传感器25a。

在本实施方式中，对每个驱动轴生成机器人的零点标定数据。即，针对在配置于1个关节部的驱动马达上安装的旋转位置检测器的输出，生成零点标定数据。在本实施方式中，将生成零点标定数据的1个驱动轴称为特定驱动轴。特定驱动轴由作业者预先设定。

控制装置主体40包括基于配置于特定驱动轴的转矩传感器的输出实施机器人1的力控制的运算部51。另外，运算部51基于安装于特定驱动轴的驱动马达上的旋转位置检测器的输出来生成零点标定数据。运算部51包括控制驱动马达以使从转矩传感器输出的转矩成为预先设定的转矩设定值47的转矩控制部52。特别是，转矩控制部52控制机器人的构成部件绕特定驱动轴的旋转被旋转阻止部阻止时的转矩。

运算部51包括在转矩成为转矩设定值47时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置的旋转位置获取部53。运算部51包括生成针对配置在特定驱动轴上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据的数据生成部54。数据生成部54基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值49，生成零点标定数据。

预先设定用于进行零点标定的、各个驱动轴上的旋转角的理论值即零点标定的设计值49。相对于安装在各个驱动马达上的旋转位置检测器的输出的零点标定的设计值49存储于存储部42。对各个旋转位置检测器19a～19f生成零点标定的设计值49。

上述的运算部51、转矩控制部52、旋转位置获取部53以及数据生成部54相当于按照动作程序46进行驱动的处理器。处理器读入动作程序46，实施由动作程序46设定的控制，从而作为各个单元发挥作用。

为了检测驱动马达22a～22f的输出轴的旋转位置，在本实施方式的机器人1的各个驱动轴J1～J6上配置旋转位置检测器19a～19f。关于各个驱动轴J1～J6，控制机器人中使用的驱动马达的旋转位置即机器脉冲值通过下式(1)来确定。

(机器脉冲值)＝(旋转位置检测器的输出值)-(零点标定数据)…(1)

在零点标定的作业中，计算出零点标定数据。零点标定数据表示与机器人的原点的位置对应的旋转位置。通过旋转位置检测器的输出值成为与零点标定数据相同的值，机器脉冲值成为零。能够通过从旋转位置检测器的输出值减去零点标定数据，计算出用于机器人的控制的机器脉冲值。

例如，能够基于机器脉冲值和减速器的齿轮比，计算出各个驱动轴(关节部)的关节角度。并且，能够基于各个关节部的关节角度，通过正运动学的转换，计算出机器人坐标系中的机器人的位置以及姿势的坐标值。或者，能够基于动作程序中设定的机器人的位置以及姿势，通过逆运动学的变换来计算出各个关节部的关节角度。并且，能够基于关节角度和减速器的齿轮比计算出机器脉冲值。控制装置能够控制驱动马达的旋转位置以成为该机器脉冲值。

在本实施方式中，绕机器人的一个特定驱动轴驱动机器人。并且，通过限位器或者夹具等旋转阻止部阻止机器人的旋转。转矩控制部52实施以预先设定的转矩设定值47按压构成部件的控制。预先设定此时的旋转位置检测器的输出的理论值即零点标定的设计值49。零点标定数据能够通过下式(2)计算出。

(零点标定数据)＝(按压机器人的构成部件时的旋转位置检测器的输出值)-(旋转位置检测器的输出的理论值)…(2)

在本实施方式的控制中，能够进行高精度的零点标定。在本实施方式的零点标定的作业中，特定驱动轴以外的驱动轴的驱动马达不驱动，而是维持预先设定的旋转位置。特定驱动轴以外的驱动轴的关节角度维持为预先设定的角度。然后，驱动特定驱动轴的驱动马达。因此，在进行本实施方式的零点标定之前，优选实施精度低的零点标定。例如，在过去实施精密的零点标定时，能够形成跨越彼此相邻的机器人的构成部件的边界部的直线状的划线。能够形成直线状的划线，以知道一个构成部件相对于另一个构成部件的旋转位置。能够为各个关节部形成划线。

作业者使用示教操作盘手动操作机器人的位置以及姿势，以使一个构成部件的划线与另一个构成部件的划线成为直线状。当所有关节部中的划线成为直线状时，实现用于零点标定的位置以及姿势。此时，能够基于旋转位置检测器的输出以及旋转位置的设计值(理论值)，进行精度粗糙的零点标定。之后，能够实施本实施方式的高精度的零点标定。

图3表示说明本实施方式中的第一机器人装置的第一控制的机器人的侧视图。在第一控制中，选定驱动轴J1作为特定驱动轴。在第一控制中，实施驱动轴J1的零点标定。即，生成针对配置在驱动轴J1上的旋转位置检测器19a的输出的零点标定数据。

底座部14与机器人1的第一构成部件对应，回转底座13如箭头85所示，与相对于第一构成部件绕特定驱动轴旋转的第二构成部件对应。回转底座13的止动部13a和底座部14的止动部14a形成为在回转底座13绕驱动轴J1转动时阻止过度转动。即，形成为限制回转底座13旋转的角度(驱动轴J1的关节角度的范围)。

在第一控制中，阻止回转底座13的旋转的旋转阻止部包括配置于底座部14的作为接触部的止动部14a以及配置于回转底座13的作为接触部的止动部13a。旋转阻止部形成为，在回转底座13如箭头85所示那样旋转时，止动部13a与止动部14a抵接，从而阻止回转底座13的旋转。

图4示出说明第一机器人装置的第一控制的机器人的概略俯视图。参照图2至图4，为了实施零点标定，转矩控制部52通过对驱动马达22a进行驱动，从而如箭头85a所示那样使回转底座13向一个方向转动。在使回转底座13旋转时，其他驱动马达22b～22f停止。即，其他驱动轴J2～J6的关节角度维持为预先设定的角度。

止动部13a与止动部14a接触，从而阻止回转底座13的旋转。转矩控制部52从转矩传感器25a获取转矩。转矩控制部52控制驱动马达22a，以使阻止回转底座13的旋转时的从转矩传感器25a输出的转矩成为预先设定的转矩设定值47。此时的转矩设定值47被预先设定并存储于存储部42。

转矩控制部52控制施加于构成部件的转矩的方法能够采用任意的方法。优选实施由转矩传感器25a检测出的转矩越接近转矩的目标值则越减小驱动马达的旋转速度的控制。例如，转矩控制部52能够实施作为力控制的阻尼控制。在阻尼控制中，通过将当前的力F与预先设定的目标力Fd之差除以预先设定的阻尼系数D，来计算出速度指令v。阻尼控制的式子能够由下式(3)表示。

v＝(F-Fd)/D…(3)

转矩控制部52能够通过将从转矩传感器25a获取的转矩除以从旋转中心到接触点的预先设定的旋转半径来计算出力。例如，通过将转矩传感器25a的输出除以从驱动轴J1到止动部13a的距离，能够计算出施加于止动部13a的力F。并且，能够基于根据从转矩传感器25a获取的转矩计算出的力F来实施上述的式(3)的阻尼控制。

转矩控制部52将驱动马达22a的速度指令v发送至动作控制部43。动作控制部43能够基于来自转矩控制部52的指令控制驱动轴J1的驱动马达22a。

此外，在式(3)中，也可以使用将目标力Fd变为目标转矩并将当前的力F变为当前的转矩的式子来计算出速度指令v。或者，在本实施方式中，在所有的驱动轴J1～J6上配置转矩传感器25a～25f。因此，也可以全部基于转矩传感器25a～25f的输出计算出止动部的接触点处的力。并且，也可以基于接触点处的力计算出驱动马达22a的速度指令。

接着，在转矩传感器25a输出的转矩成为转矩设定值47时，旋转位置获取部53获取驱动轴J1的旋转位置检测器19a输出的旋转位置。数据生成部54根据上述式(2)，生成针对配置在驱动轴J1上的旋转位置检测器19a的输出的零点标定数据。数据生成部54基于旋转位置检测器19a输出的驱动马达22a的旋转位置以及预先设定的零点标定数据的设计值49，生成零点标定数据。存储部42存储由数据生成部54生成的与驱动轴J1相关的零点标定数据。

在机器人装置的实际的作业中，在控制机器人1的位置以及姿势的情况下，如式(1)所示，使用根据零点标定数据计算出的机器脉冲值。其结果，能够以与机器人的设计值高精度地对应的方式驱动机器人。即，能够以与设计中的机器人的位置以及姿势对应的方式高精度地控制机器人的位置以及姿势。

本实施方式的控制装置能够利用配置于各个驱动轴的转矩传感器实施零点标定。在本实施方式中，使机器人的一个构成部件旋转而通过旋转阻止部阻止旋转。此时，转矩控制部控制转矩从而以转矩设定值按压预定的部件。通过该控制，能够使阻止旋转的部件彼此可靠地紧贴，能够实现严格的机器人的位置以及姿势。在本实施方式中，基于在预定的部件的按压部位作用了预定的力时的旋转位置，生成零点标定数据。因此，能够进行精密的零点标定。

本实施方式中的机器人的控制装置能够通过简单控制高精度地生成零点标定数据。能够与作业者的熟练度无关地实施高精度的零点标定。特别是，通过运算部51自动地进行零点标定的作业，能够容易地实施零点标定，能够降低作业者的操作失败等。

另外，本实施方式的控制装置能够对各个驱动轴进行零点标定。即使不对全部驱动轴实施零点标定，也能够针对一部分驱动轴的驱动马达的旋转位置检测器的输出实施零点标定。例如，在更换了一部分驱动马达或旋转位置检测器的情况下，能够进行与更换后的部分的驱动轴有关的零点标定。或者，能够在实施了基于划线的零点标定等精度低的零点标定之后，对想要提高零点标定的精度的驱动轴实施本实施方式的控制。

在第一机器人装置的第一控制中，对驱动轴J1上的零点标定进行了说明，但不限于此方式。关于其他驱动轴J2～J6，也能够在配置有限制旋转范围的止动部的情况下，实施与第一控制相同的控制。或者，也可以以限制机器人驱动的旋转角度的方式相对于各个机器人配置止动部。

然而，在驱动机器人1时，驱动马达22a～22f的输出在由减速器减速后传递至各个构成部件。在减速器中，多个齿轮相互啮合。因此，产生齿轮的啮合部处的松动(齿隙)的影响。接着，对在第一控制中校正齿隙的影响的控制进行说明。

参照图4，转矩控制部52使回转底座13沿作为第一方向的箭头85a所示的方向旋转。旋转位置获取部53检测回转底座13的第一方向的旋转被阻止时的第一旋转位置。旋转位置获取部53检测止动部13a被按压于底座部14的一个止动部14a时的第一旋转位置。

图5表示第一机器人装置的第一控制中的其他概略俯视图。接着，转矩控制部52使回转底座13向作为与第一方向相反侧的第二方向的箭头85b所示的方向旋转。止动部13a与另一个止动部14a接触而阻止旋转。其中，转矩控制部52也以将止动部13a按压于止动部14a的方式进行控制以成为转矩设定值47。旋转位置获取部53检测回转底座13的第二方向的旋转被阻止时的第二旋转位置。旋转位置获取部53检测止动部13a被按压于止动部14a时的第二旋转位置。接着，数据生成部54基于第一旋转位置和第二旋转位置，计算出零点标定数据的校正值。

图6表示减速器的齿轮的啮合部分的概略剖视图。在图6中，示出了减速器的一个齿轮81与其他齿轮82啮合的部分。在这里的例子中，齿轮81的齿部81a与齿轮82的齿部82a、82b卡合。箭头89a对应于使底座部14旋转的第一方向。箭头89b对应于使底座部14旋转的第二方向。

图7表示使齿轮向第一方向旋转时的放大剖视图。图8表示使齿轮向第二方向旋转时的放大概略剖视图。参照图6至图8，通过使齿轮81向箭头89a所示的方向旋转，齿部81a与齿部82b接触。通过使齿轮81向箭头89b所示的方向旋转，齿部81a与齿部82a接触。尽管齿轮81旋转，但由于齿隙的影响，有时齿轮82不旋转。

参照图4以及图5，在本实施方式中，运算部51检测使回转底座13向箭头85a所示的第一方向旋转时的第一旋转位置。运算部51检测使回转底座13向箭头85b所示的第二方向旋转时的第二旋转位置。

如箭头90所示，数据生成部54计算出从第一旋转位置旋转到第二旋转位置时的旋转角度。并且，从实际使回转底座13旋转时的旋转角度减去旋转角度的设计值而得到的角度相当于齿隙的旋转角度δ。图7以及图8所示的旋转角度之差相当于齿隙的旋转角度δ。

在从旋转位置检测器输出的旋转位置向负侧的方向旋转的情况下，由于齿隙较小地输出旋转位置，因此能够对机器脉冲值加上δ/2。数据生成部54能够从零点标定数据减去δ/2。另一方面，在旋转位置检测器的旋转位置向正侧的方向旋转的情况下，较大地输出旋转位置，因此能够对机器脉冲值减去δ/2。即，数据生成部54能够对零点标定数据加上δ/2。这样，运算部51能够计算出上述式(1)的输出脉冲值的校正值。即，运算部51能够计算出零点标定数据的校正值。

这样，通过相互向相反方向进行两次按压，能够计算出齿隙所涉及的零点标定数据的校正值。此外，机器人的构成部件的按压或者支撑于机器人的夹具的按压能够通过正侧的方向的旋转以及负侧的方向的旋转这两次旋转来实施，但也可以重复三次以上。

图9表示说明本实施方式中的第一机器人装置的第二控制的机器人的侧视图。在以后说明的第一机器人装置的第二控制至第六控制中，配置用于阻止机器人1的构成部件的旋转的夹具作为旋转阻止部。在第二控制中，选定驱动轴J1作为特定驱动轴。转矩控制部52使作为第二构成部件的回转底座13相对于作为第一构成部件的底座部14旋转。使回转底座13向箭头85所示的方向绕驱动轴J1回转。

图10示出说明第一机器人装置的第二控制的机器人的概略俯视图。参照图9以及图10，旋转阻止部包括固定于作为第一构成部件的底座部14的夹具71。夹具71固定于在机器人驱动时静止的部件。夹具71形成为棒状。例如，夹具71形成为圆柱状。夹具71配置为在使回转底座13旋转时与手腕部15接触。夹具71与手腕部15接触，从而阻止回转底座13的旋转。优选严格调整夹具71被固定的位置以及夹具71的姿势。

转矩控制部52使回转底座13与下部臂12、上部臂11以及手腕部15一起向作为第一旋转方向的箭头85a所示的方向旋转。预先设定使回转底座13旋转时的其他驱动轴J2～J6中的驱动马达22b～22f的旋转位置。特定驱动轴即驱动轴J1以外的驱动轴J2～J6的关节角度被固定。

转矩控制部52控制驱动马达22a，以使在手腕部15与夹具71接触时由转矩传感器25a检测的转矩成为转矩设定值47。在由转矩传感器25a检测的转矩成为转矩设定值时，旋转位置获取部53从旋转位置检测器19a获取第一旋转位置。并且，数据生成部54能够基于驱动马达22a的第一旋转位置和零点标定数据的设计值49，生成零点标定数据。

图11示出说明第一机器人装置的第二控制的机器人的其它概略俯视图。在第二控制中也能够计算出考虑了齿隙的影响的零点标定数据的校正值。转矩控制部52使回转底座13向与第一方向相反的一侧的第二方向旋转。转矩控制部52使回转底座13向作为第二方向的箭头85b的方向旋转，以转矩设定值47将手腕部15按压于夹具71。旋转位置获取部53从旋转位置检测器19a获取第二旋转位置。

旋转位置获取部53获取图10所示的在第一方向上旋转被阻止时的第一旋转位置以及图11所示的在第二方向上的旋转被阻止时的第二旋转位置。与第一控制一样，数据生成部54基于第一旋转位置和第二旋转位置，计算出零点标定数据的校正值。数据生成部54能够根据箭头91所示的从第一旋转位置到第二旋转位置的旋转角度与旋转角度的理论值之差，计算出零点标定数据的齿隙所涉及的校正值。其他的控制、作用以及效果与第一控制相同。

图12表示说明第一机器人装置的第三控制的机器人的侧视图。在第三控制中，选定第二驱动轴J2作为特定驱动轴。在第三控制中，生成针对在配置于驱动轴J2的驱动马达22b上安装的旋转位置检测器19b的输出的零点标定数据。在第三控制中，也与第二控制同样地将夹具71固定于底座部14。

在第三控制中，转矩控制部52改变机器人1的位置以及姿势以使上部臂11以及手腕部15相对于下部臂12朝向上侧。预先设定驱动轴J1、J3～J6的关节角度。转矩控制部52不对驱动轴J1、J3～J6中的驱动马达22a、22c～22f进行驱动而是维持停止的状态。转矩控制部52驱动驱动轴J2的驱动马达22b。如箭头86所示，转矩控制部52使下部臂12与夹具71接触。并且，转矩控制部52控制驱动马达22b，以使从转矩传感器25b输出的转矩成为预先设定的转矩设定值47。

接着，旋转位置检测器19b检测将下部臂12按压于夹具71时的旋转位置。并且，数据生成部54能够基于该旋转位置和零点标定的设计值49，生成零点标定数据。其他的控制、作用以及效果与第一控制相同。

图13表示说明第一机器人装置的第四控制的机器人的侧视图。作为阻止构成部件绕一个特定驱动轴旋转的夹具，不限于不动的夹具，也可以与机器人的驱动一起移动。在第四控制中，选定第二驱动轴J2作为特定驱动轴。

在第四控制中，将夹具73固定于回转底座13。严格地调整夹具73的位置以及姿势。夹具73与回转底座13一起移动。夹具73形成为棒状。如箭头87所示，转矩控制部52通过对配置于驱动轴J2的驱动马达22b进行驱动来使下部臂12转动。此时，其他驱动轴J1、J3～J6的关节角度维持恒定。在转矩控制部52以预先设定的转矩设定值47将下部臂12按压于夹具73的状态下，旋转位置获取部53获取从旋转位置检测器19b输出的旋转位置。数据生成部54生成针对配置于驱动轴J2的旋转位置检测器19b的输出的零点标定数据。由此，阻止特定驱动轴上的机器人的构成部件的旋转的夹具也可以与机器人的构成部件一起移动。其他的控制、作用以及效果与第一控制相同。

图14表示说明第一机器人装置的第五控制的机器人的侧视图。在第五控制中，选定第五驱动轴J5作为特定驱动轴。在第五控制中，生成针对配置于驱动轴J5的驱动马达22e的旋转位置检测器19e的输出的零点标定数据。

在第五控制中，使用包括第一部件74a以及第二部件74b的夹具74。第一部件74a是平面形状为四边形的板状的部件。第一部件74a固定于手腕部15的凸缘16。第一部件74a的面积最大的面积最大面固定于凸缘16。第一部件74a能够通过机器人1改变位置以及姿势。

与此相对，第二部件74b是不动的部件。第二部件74b固定于底座部14。严格地调整第二部件74b的位置以及姿势。或者，第二部件74b也可以固定于机器人1的设置面。在第二部件74b的上表面形成有具有四边形的平面形状的凹部74bx。第一部件74a具有能够配置于凹部74bx的内部的大小。

在第五控制中，转矩控制部52使手腕部15向作为第一方向的箭头88a的方向绕驱动轴J5旋转。其他驱动轴J1～J4、J6的关节角度维持恒定。转矩控制部52使第一部件74a的端面74aa与第二部件74b的凹部74bx的侧面74ba接触。转矩控制部52基于转矩传感器25e的输出，以预先设定的转矩设定值47按压第一部件74a。此时，旋转位置获取部53从旋转位置检测器19e获取第一旋转位置。并且，数据生成部54能够基于旋转位置检测器19e的输出和零点标定的设计值49，生成相对于旋转位置检测器19e的输出的零点标定数据。

图15表示说明第一机器人装置的第五控制的机器人的其它侧视图。第二部件74b的凹部74bx的平面形状形成为比第一部件74a的平面形状稍大。在第五控制中，也能够计算出考虑了齿隙的影响的零点标定数据的校正值。

转矩控制部52使手腕部15向作为与第一方向相反侧的第二方向的箭头88b所示的方向旋转。第一部件74a的端面74ab与第二部件74b的凹部74bx的侧面74bb接触。在以转矩设定值47按压第一部件74a的状态下，旋转位置获取部53获取旋转位置检测器19e的第二旋转位置。如箭头92所示，数据生成部54计算出从第一旋转位置到第二旋转位置的旋转角度。数据生成部54能够根据该旋转角的实测值与设计值(理论值)之差，计算出与齿隙相关的旋转角的校正值即旋转角度(δ/2)。

由此，在第五控制中，也能够通过使手腕部15向第一方向以及与第一方向相反的一侧的第二方向旋转，计算出与齿隙相关的校正值。其他的控制、作用以及效果与第一控制相同。

在第五控制中，生成关于第五驱动轴J5的零点标定数据。但是，能够通过同样的控制，生成关于第三驱动轴J3的零点标定数据。即，将驱动轴J3以外的驱动轴J1、J2、J4～J6的关节角度维持为恒定，通过对驱动马达22c进行驱动，将夹具74的第一部件74a按压于第二部件74b的凹部74bx。并且，通过检测安装在驱动马达22c上的旋转位置检测器19c的旋转位置，能够生成相对于旋转位置检测器19c的输出的零点标定数据。

图16表示说明第一机器人装置的第六控制的机器人的侧视图。在第六控制中，也使用包括第一部件74a以及第二部件74b的夹具74。在第六控制中，选定第六驱动轴J6作为特定驱动轴。在第六控制中，生成针对配置于驱动轴J6的驱动马达22f的旋转位置检测器19f的输出的零点标定数据。

在第六控制中，第一部件74a的面积最大面以沿水平方向延伸的方式配置。第二部件74b的凹部74bx的侧面74ba和第一部件74a的端面74aa形成为平面状。转矩控制部52使端面74aa与侧面74ba面接触。或者，也可以以在侧面74ba与端面74aa之间形成间隙的方式以预先设定的位置以及姿势配置第一部件74a。

转矩控制部52使第一部件74a向箭头93的方向中的一个方向即第一方向旋转。其他驱动轴J1～J5的关节角度维持恒定。转矩控制部52实施以转矩设定值47将第一部件74a按压于第二部件74b的控制。转矩控制部52控制驱动马达22f，以使由转矩传感器25f检测出的转矩成为预先设定的转矩设定值47。旋转位置获取部53获取第一旋转位置，数据生成部54能够基于第一旋转位置，生成相对于旋转位置检测器19f的输出的零点标定数据。

另外，转矩控制部52使第一部件74a向箭头93的方向中的另一方向即第二方向旋转。在转矩控制部52进行以转矩设定值47按压第一部件74a的控制的期间中，旋转位置获取部53获取第二旋转位置。数据生成部54能够根据从第一旋转位置到第二旋转位置的旋转角度来计算出与齿隙有关的校正值。其他的控制、作用以及效果与第一控制相同。

在第六控制中，生成关于第六驱动轴J6的零点标定数据，但并不限于此方式。通过同样的控制，也能够生成与J4轴相关的零点标定数据。运算部51通过对驱动马达22d进行驱动，将第一部件74a的端面74aa按压于第二部件74b的凹部74bx的侧面74ba。并且，运算部51能够基于旋转位置检测器19d的输出，生成关于旋转位置检测器19d的零点标定数据。

这样，在第五控制以及第六控制中，通过使用夹具74，能够生成驱动轴J3～J5中的零点标定数据。夹具74的第一部件能够采用任意的形状。另外，第二部件的凹部的形状能够采用任意的形状。其中，能够采用球状的第一部件来代替平面形状为四边形的第一部件74a。另外，能够形成半球状的凹部代替第二部件74b的平面形状为四边形的凹部74bx。通过采用此结构，能够生成与驱动轴J1、J2相关的零点标定数据。在将第一部件按压于第二部件的凹部的状态下，能够获取各个驱动马达22a、22b输出的旋转位置。能够基于旋转位置生成零点标定数据。

图17表示本实施方式的第二机器人装置的侧视图。图18表示本实施方式的第二机器人装置的框图。参照图17以及图18，第二机器人装置6具备机器人3以及控制装置7。在第二机器人装置6中，第一机器人装置5的转矩传感器也可以不配置于机器人3的关节部。

第二机器人装置6的控制装置7具备阻止构成部件绕特定驱动轴旋转的夹具76。夹具76包括检测预先设定的方向的力的作为力检测器的力传感器24。本实施方式的力传感器24能够检测在相互正交的三个轴(X轴、Y轴以及Z轴)的正侧以及负侧的方向上施加的力。作为力传感器24，能够采用包括应变传感器的传感器或者静电电容式的传感器等任意的力传感器。

夹具76具有安装于力传感器24的一个面的固定部76a以及安装于力传感器24的另一个面的可动部76b。本实施方式的固定部76a以及可动部76b分别形成为棒状。固定部76a固定于在机器人3驱动时静止的部件。在这里的例子中，固定部76a固定于机器人3的底座部14。严格地调整夹具76的位置以及姿势。

第二机器人装置6的控制装置7基于力传感器24的输出代替转矩传感器的输出，实施按压构成部件或者夹具的力控制。在第二机器人装置中，也对各个驱动轴实施零点标定。在这里的例子中，选定驱动轴J1作为特定驱动轴。

控制装置7包括进行力控制以及零点标定数据的生成的运算部61。运算部61包括控制特定驱动轴的驱动马达，以使从力传感器24输出的力成为力设定值48的力控制部62。力控制部62在机器人3的构成部件的旋转被夹具76阻止时，实施此控制。力设定值48被预先设定并存储于存储部42。

旋转位置获取部53在从力传感器24输出的力成为力设定值48时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置。数据生成部54基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值49，生成针对配置于特定驱动轴上的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

图19表示说明第二机器人装置的控制的机器人的概略俯视图。参照图17至图19，在第二机器人装置6中，力控制部62实施将作为机器人3的构成部件的手腕部15按压于夹具76的可动部76b的控制。在第二机器人装置中也实施将特定驱动轴以外的驱动轴的关节角度维持为恒定的控制。

力控制部62通过驱动第一驱动马达22a，使手腕部15向作为第一方向的箭头85a所示的方向旋转。手腕部15与可动部76b接触。力控制部62基于力传感器24的输出来控制驱动马达22a，以使手腕部15按压可动部76b的力成为力设定值48。

旋转位置获取部53在从力传感器24输出的力成为力设定值48时，获取旋转位置检测器19a输出的第一旋转位置。数据生成部54能够基于旋转位置检测器19a输出的驱动马达22a的第一旋转位置以及零点标定数据的设计值49，生成相对于旋转位置检测器19a的输出的零点标定数据。

在第二机器人装置6中，在夹具76上配置力传感器24代替第一机器人装置的转矩传感器。并且，基于力传感器24的输出，实施力控制，生成零点标定数据。在第二机器人装置中也能够通过简单的控制高精度地实施零点标定。

图20表示说明第二机器人装置的控制的机器人的其它概略俯视图。在第二机器人装置中，也能够与第一机器人装置的第二控制同样地计算出齿隙的校正值。力控制部62驱动第一驱动马达22a，以使手腕部15向与第一方向相反一侧的箭头85b所示的第二方向移动。能够将机器人3的手腕部15按压于夹具76的可动部76b。力控制部62实施使手腕部15向与第一方向相反的一侧的第二方向旋转的控制。

力控制部62控制第一驱动马达22a，以使可动部76b被以预先设定的力设定值48按压。旋转位置获取部53获取此时的第二旋转位置。这样，实施使构成部件向第一方向旋转的控制以及使构成部件向与第一方向相反的一侧的第二方向旋转的控制。旋转位置获取部53检测第一方向的旋转被阻止时的第一旋转位置以及第二方向的旋转被阻止时的第二旋转位置。

并且，数据生成部54基于第一旋转位置以及第二旋转位置，计算出从箭头91所示的第一旋转位置到第二旋转位置的旋转角。数据生成部54能够根据该旋转角以及旋转角的理论值计算出齿隙的校正值即旋转角度(δ/2)。

这样，能够通过在机器人的构成部件或者按压工件的夹具配置力检测器，生成零点标定数据。例如，能够在图12所示的夹具71上安装力检测器。另外，能够在图13所示的夹具73上安装力传感器。另外，能够在图14所示的夹具74的第二部件74b上安装力传感器。并且，能够基于将机器人的构成部件或者支撑于机器人的夹具按压于固定的夹具时的力检测器的输出值以及力的设计值，生成零点标定数据。

本实施方式的包括力检测器的夹具形成为棒状，但不限于该方式，能够采用任意形状的夹具。上述以外的第二机器人装置的结构、作用以及效果与第一机器人装置相同，因此在此不重复说明。

在上述的各个控制中，能够在不改变功能以及作用的范围内适当地改变步骤的顺序。

上述的实施方式能够适当组合。在上述各图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。此外，上述的实施方式是例示，并不限定发明。另外，在实施方式中，包括技术方案的范围所示的实施方式的变更。

符号说明

1、3—机器人，4、7—控制装置，5、6—机器人装置，11—上部臂，12—下部臂，13—回转底座，13a—止动部，14—底座部，14a—止动部，15—手腕部，16—凸缘，19a～19f—旋转位置检测器，22a～22f—驱动马达，24—力传感器，25a～25f—转矩传感器，37—示教操作盘，38—输入部，39—显示部，40—控制装置主体，42—存储部，47—转矩设定值，48—力设定值，49—零点标定的设计值，52—转矩控制部，53—旋转位置获取部，54—数据生成部，62—力控制部，71、73、74、75—夹具，74a—第一部件，74b—第二部件，76—夹具。

Claims (8)

1.一种控制装置，其为机器人的控制装置，生成相对于旋转位置检测器的输出的零点标定数据，该旋转位置检测器安装于使机器人的构成部件旋转的一个特定驱动轴的驱动马达，该控制装置的特征在于，具备：

转矩检测器，其检测绕特定驱动轴的转矩；

转矩控制部，其控制特定驱动轴的驱动马达，以使得在构成部件绕特定驱动轴的旋转被旋转阻止部阻止时，从所述转矩检测器输出的转矩成为预先设定的转矩设定值；

旋转位置获取部，其在从所述转矩检测器输出的转矩成为转矩设定值时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置；以及

数据生成部，其基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值，生成针对配置于特定驱动轴的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

机器人包括相对于第一构成部件绕特定驱动轴旋转的第二构成部件，

所述旋转阻止部包括配置在第一构成部件上的接触部以及配置在第二构成部件上的接触部，形成为通过第一构成部件的接触部与第二构成部件的接触部抵接，阻止第二构成部件的旋转，

所述转矩控制部对驱动第二构成部件的驱动马达的转矩进行控制，以使第二构成部件的旋转被阻止时的转矩成为预先设定的转矩设定值。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

机器人包括相对于第一构成部件绕特定驱动轴旋转的第二构成部件，

所述旋转阻止部包括阻止第二构成部件的旋转的夹具。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

所述夹具固定于第一构成部件。

5.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

所述夹具固定于机器人驱动时静止的部件。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述转矩控制部实施使构成部件向第一方向旋转的控制以及使构成部件向与第一方向相反的一侧的第二方向旋转的控制，

所述旋转位置获取部检测第一方向的旋转被阻止时的第一旋转位置以及第二方向的旋转被阻止时的第二旋转位置，

所述数据生成部基于第一旋转位置和第二旋转位置，计算出零点标定数据的校正值。

7.一种控制装置，其为机器人的控制装置，生成相对于旋转位置检测器的输出的零点标定数据，该旋转位置检测器安装于使机器人的构成部件旋转的一个特定驱动轴的驱动马达，该控制装置的特征在于，具备：

夹具，其阻止构成部件绕特定驱动轴旋转，并包括力检测器；

力控制部，其控制特定驱动轴的驱动马达，以使得在构成部件绕特定驱动轴的旋转被夹具阻止时，从所述力检测器输出的力成为预先设定的力设定值；

旋转位置获取部，其在从所述力检测器输出的力成为力设定值时，获取特定驱动轴的旋转位置检测器输出的旋转位置；以及

数据生成部，其基于旋转位置检测器输出的驱动马达的旋转位置和预先设定的零点标定数据的设计值，生成针对配置于特定驱动轴的旋转位置检测器的输出的零点标定数据。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，

所述力控制部实施使构成部件向第一方向旋转的控制以及使构成部件向与第一方向相反的一侧的第二方向旋转的控制，

所述旋转位置获取部检测第一方向的旋转被阻止时的第一旋转位置以及第二方向的旋转被阻止时的第二旋转位置，

所述数据生成部基于第一旋转位置和第二旋转位置，计算出零点标定数据的校正值。