机器人及打印机制造技术

一种机器人及打印机，能够减少编码器的检测精度的下降。上述机器人的特征在于，具备：基台；机器人臂，设置成能够相对于所述基台绕转动轴转动；以及编码器，具有随着所述机器人臂的所述转动而绕所述转动轴转动的标记、以及对所述标记进行摄像的摄像元件，所述编码器使用从所述摄像元件输出的信号来检测所述机器人臂的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。

【技术实现步骤摘要】
机器人及打印机
本专利技术涉及机器人及打印机。
技术介绍
例如，在具备具有可旋转的关节部的机器人臂的机器人中，通常通过编码器来检测关节部的旋转角度、旋转位置、旋转次数、旋转速度等旋转状态，并基于该检测结果控制关节部的驱动。例如，在专利文献1所记载的编码器中，通过摄像元件对形成有格雷码等数字图案和条纹状图案的编码板进行读取，并根据所读取的数字图案和条纹状图案来检测位置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭63-187118号公报然而，在专利文献1所记载的编码器中，当摄像元件和图案之间的距离改变时，摄像元件的成像倍率改变，其结果，会导致检测精度降低的问题。例如，像机器人臂那样存在相对于旋转轴不对称的重量分布的情况下，摄像元件和图案之间的距离容易变化，这样的问题会变得突出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减少编码器的检测精度下降的机器人及打印机。本专利技术是为了解决上述技术问题中的至少一部分而作出的，可以通过如下适用例或方式来实现。根据本应用例的机器人，其特征在于，具备：基台；机器人臂，设置成能够相对于所述基台绕转动轴转动；以及编码器，具有随着所述机器人臂的所述转动而绕所述转动轴转动的标记、以及对所述标记进行摄像的摄像元件，所述编码器使用从所述摄像元件输出的信号来检测所述机器人臂的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。根据这样的机器人，由于在摄像元件和标记之间配置有远心光学系统(成像光学系统)，因此，即使标记和摄像元件之间的距离发生改变，也能够减少摄像元件的成像倍率的变化，其结果，能够减少编码器的检测精度的下降。根据本应用例的机器人，其特征在于，具备：机器人臂，具有第一臂以及设置成能够相对于所述第一臂绕转动轴转动的第二臂；以及编码器，具有随着所述第二臂的所述转动而绕所述转动轴转动的标记、以及对所述标记进行摄像的摄像元件，所述编码器使用从所述摄像元件输出的信号来检测所述第二臂相对于所述第一臂的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。根据这样的机器人，由于在摄像元件和标记之间配置有远心光学系统(成像光学系统)，因此，即使标记和摄像元件之间的距离发生变化，也能够减少摄像元件的成像倍率的变化，其结果，能够减少编码器的检测精度的下降。在本应用例的机器人中，优选为，所述远心光学系统是物侧远心。由此，能够减少用于远心光学系统的透镜的数量(例如一枚)，其结果，能够实现远心光学系统的低成本化，进而能够实现编码器的低成本化。在本应用例的机器人中，优选为，所述远心光学系统是双侧远心。由此，即使当远心光学系统所具有的透镜和摄像元件之间的距离发生改变，也能够减少摄像元件的成像倍率的变化。因此，具有远心光学系统的组装变得容易的优点。在根据本应用例的机器人中，优选为，所述机器人还具备光源部，所述光源部从相对所述远心光学系统的光轴倾斜的方向向所述标记照射光。由此，与使用同轴落射照明的情况相比，能够提高摄像元件的摄像图像的对比度。另外，与使用同轴落射照明的情况相比，还具有远心光学系统小型化的优点。在本应用例的机器人中，优选为，所述光源部配置成绕所述光轴呈环状。由此，能够均匀地照亮标记，其结果，能够提高摄像元件的摄像图像的品质。在本应用例的机器人中，优选为，所述标记使用颜料构成。由此，能够容易地进行标记的形成。另外，由于颜料通常包含使光散射的颗粒，因此，在使用倾斜照明时，能够提高摄像元件的摄像图像的对比度。在本应用例的机器人中，优选为，所述标记使用凹凸构成。由此，能够提高标记的耐久性。另外，在使用倾斜照明时，通过利用凹凸使光散射，能够增强摄像元件的摄像图像的对比度。在本应用例的机器人中，优选为，所述编码器具备覆盖所述标记的透光性的涂层。由此，能够保护标记。其中，在使用同轴落射照明的情况下，难以获得对比度良好的摄像图像，但在使用倾斜照明的情况下，能够获得对比度良好的摄像图像。在本应用例的机器人中，优选为，所述标记位于所述基台的表面或所述机器人臂的表面。由此，无需另外设置用于设置标记的部件，减少了部件的数量，能够实现低成本化。在本应用例的机器人中，优选为，所述标记位于所述第一臂的表面或所述第二臂的表面。由此，无需另外设置用于设置标记的部件，减少了部件的数量，能够实现低成本化。根据本应用例的打印机，其特征在于，具备编码器，所述编码器具有绕转动轴转动的标记以及对所述标记进行摄像的摄像元件，并使用从所述摄像元件输出的信号来检测绕所述转动轴的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。根据这样的打印机，由于在摄像元件和标记之间配置有远心光学系统(成像光学系统)，因此，即使标记和摄像元件之间的距离发生改变，也能够减少摄像元件的成像倍率的变化，其结果，能够减少编码器的检测精度的下降。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式的机器人的侧视图。图2是用于说明图1所示的机器人所具备的编码器的剖视图。图3是用于说明图2所示的编码器所具备的标记的图。图4是用于说明图2所示的编码器所具备的摄像元件的摄像图像的图。图5是用于说明设定于图4所示的摄像图像内的探索区域中的模板匹配的图。图6是在模板匹配时相关系数从最大或最小的状态偏移了一个像素的状态。图7是示出模板匹配时相关系数为最大或最小的状态。图8是示出在模板匹配时相关系数从最大或最小的状态向与图6所示的状态相反一侧偏移了一个像素的状态。图9是图2所示的编码器所具备的远心光学系统(成像光学系统)的沿着光轴的剖视图。图10是用于说明设置于图9所示的远心光学系统中的光源部的局部放大剖视图。图11是用于说明图9所示的远心光学系统的变形例的局部放大剖视图。图12是利用同轴落射照明的远心相机对使用颜料涂料(白色涂料背景上的黑色标记)形成的标记进行摄像之后的摄像图像。图13是利用倾斜照明的远心相机对使用颜料涂料(白色涂料背景上的黑色标记)形成的标记进行摄像之后的摄像图像。图14是利用同轴落射照明的远心相机对使用颜料涂料(白色涂料背景上的黑色标记)形成且被透明涂料涂覆的状态下的标记进行摄像之后的摄像图像。图15是利用倾斜照明的远心相机对使用颜料涂料(白色涂料背景上的黑色标记)形成且被透明涂料涂覆的状态下的标记进行摄像之后的摄像图像。图16是本专利技术的第二实施方式的编码器所具备的远心光学系统(成像光学系统)的沿着光轴的剖视图。图17是用于说明本专利技术的第三实施方式的机器人所具备的编码器的剖视图。图18是示出本专利技术的第四实施方式的机器人的立体图。图19是示出本专利技术的打印机的实施方式的简要构成的图。附图标记说明：1...编码器；1B...编码器；2...标记部；3...标记检测部；3A...传感器单元；4...照明单元；5...判断部；6...存储部；10...机器人；10B...机器人；10C...机器人；21...标记；21A...标记图像；21B...标记图像；21X...标记图像；30...远心光学系统；30A...远心光学系统；31...摄像元件；32...光学单元；32A...光学单元；33...壳体；33A...壳体；34...透镜；35...透镜；36...光圈；36A...光圈；37...基板；38.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：基台；机器人臂，设置成能够相对于所述基台绕转动轴转动；以及编码器，具有随着所述机器人臂的所述转动而绕所述转动轴转动的标记、以及对所述标记进行摄像的摄像元件，所述编码器使用从所述摄像元件输出的信号来检测所述机器人臂的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。

【技术特征摘要】
2017.04.27 JP 2017-0879811.一种机器人，其特征在于，具备：基台；机器人臂，设置成能够相对于所述基台绕转动轴转动；以及编码器，具有随着所述机器人臂的所述转动而绕所述转动轴转动的标记、以及对所述标记进行摄像的摄像元件，所述编码器使用从所述摄像元件输出的信号来检测所述机器人臂的所述转动的状态，所述编码器具有配置于所述摄像元件和所述标记之间的远心光学系统。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述远心光学系统是物侧远心。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述远心光学系统是双侧远心。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还具备光源部，所述光源部从相对于所述远心光学系统的光轴倾斜的方向向所述标记照射光。5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述光源部配置成绕所述光轴呈环状。6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记使用颜料构成。7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记使用凹凸构成。8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述编码器具备覆盖所述标记的透光性的涂层。9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述标记位于所述基台的表面或所述机器人臂的表面。10.一种机器人，其特征在于，具备：机器人臂，具有第一臂以及设置成能够相对于所述第一臂绕转动轴转动的...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤贵幸，德岛大己，返町秀光，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP