具备学习控制功能的机器人及机器人的控制方法技术

一种具备改善末端执行器的轨迹精度的学习功能的机器人及该机器人的控制方法。在机器人的末端执行器上安装了加速度传感器以及视频传感器的状态下测定末端执行器的信息，同时反复进行动作程序的试运转，由此机器人控制装置进行最佳动作的学习。在其后的实际运转中，不使用加速度传感器以及视频传感器而是根据学习到的最佳动作进行高精度的动作。在实际运转时也可以将加速度传感器以及视频传感器拆除。

【技术实现步骤摘要】
具备学习控制功能的机器人及机器人的控制方法
本专利技术涉及具备学习控制功能的机器人以及该机器人的控制方法。
技术介绍
以往，作为具备用于对机器人的动作进行控制的学习控制功能的装置，比如有在特开2004-227163号公报中所公布的伺服控制装置。该伺服控制装置具备在根据同一指令格式的位置偏差生成修正数据并存储到存储器的同时对位置偏差进行修正的学习控制单元。学习控制单元在从学习控制开始指令到学习控制结束指令为止的期间，可以在根据位置偏差生成修正数据的同时，对位置偏差进行修正。在该情况下用于学习控制的传感器一般经常安装在机器人的末端执行器末端执行器等部位上，对数据进行输出。而且，关于位置修正，在特开平5-92378号公报中记载了一个以在短时间内高精度地对手臂的位置进行修正为目的的，使用视频传感器的产业用机器人。该机器人具有：设置在手臂前端的视频传感器、为了使该传感器的坐标轴与机器人的坐标轴保持一定的关系而驱动传感器的传感器驱动单元、根据来自传感器的信息可变更地控制机器人的位置的控制单元。当要求高精度的动作控制的情况下，一般在反复进行实际运转的期间进行学习控制。此时，有时需要比较频繁地进行传感器的维护，而且必须准备多个传感器作为在故障时交换之用。而且，根据末端执行器末端执行器的动作环境，有时也会担心传感器会干扰其他的机器等。而且，在特开平5-92378号公报中记载的产业用机器人使用了视频传感器，而一般的视频传感器具有以下的频率特性：由于与取入图像的时间间隔的关系等，适合于追踪比较低频率的偏差，而无法追踪高频偏差。因此对于进行更高精度的控制略显不足。-->专利技术内容所以，本专利技术的目的在于提供一种可以减低传感器的个数和维护费用，以较低的成本来改善末端执行器的轨迹，而且可以追踪高频的偏差的可实行学习控制的机器人以及这样的机器人的控制方法。为了实现上述的的目的，根据本专利技术的一种方式提供了一种机器人，具备：机器人机构部、安装在所述机器人机构部的末端执行器、用于测定由于所述机器人机构部的动作的所述末端执行器或所述机器人机构部的移动信息的移动信息测定部、和控制所述机器人机构部的动作的控制装置，所述控制装置设有：根据从所述移动信息测定部得到的信息对所述机器人机构部的动作的试运转进行控制，执行用于改善所述机器人机构部的动作的学习控制的学习控制部；根据作为所述学习控制部执行的所述学习控制的结果得到的修正量，对所述机器人机构部的实际运转进行控制的实际运转控制部。所述移动信息包含所述末端执行器的加速度，所述移动信息测定部可设有用于测定所述末端执行器的加速度的加速度传感器。而且，所述移动信息包含所述末端执行器的位置，所述移动信息测定部还可设有用于检测所述末端执行器的位置的视频传感器。此时，可以将所述视频传感器安装在所述末端执行器上，或者将其设置在作业空间内的任意的固定位置上。由所述学习控制部以及所述实际运转控制部向所述机器人机构部发出的动作指令可包含速度指令、转矩指令以及位置指令中的至少一种。根据本专利技术的其它方式提供了一种方法，该方法控制机器人的所述机器人机构部的动作，所述机器人具有：机器人机构部、安装在所述机器人机构部上的末端执行器、用于测定由于所述机器人机构部的动作的所述末端执行器或所述机器人机构部的移动信息的移动信息测定部、和控制所述机器人机构部的动作的控制装置，所述方法根据从所述移动信息测定部得到的信息对所述机器人机构部的动作的试运转进行控制，包括执行用于改善所述机器人机构部的动作的学习控制；和根据作为所述学习控制的结果得到的修正量，对所述机器人机构部的实际运转进行控制的方法。在执行所述学习控制中，最好多次反复所述试运转。-->附图说明通过参照附图对以下的最佳实施方式进行说明，上述本专利技术的内容或其他的目的、特征以及优点将更加明确。图1表示本专利技术机器人的概要结构以及机器人控制装置的方块结构。图2a以及2b是本专利技术机器人的程序再生时的流程图。图3是表示包含在图2b中的学习处理的详细步骤的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术机器人的最佳实施方式进行详细说明。图1表示本专利技术机器人1的概要结构以及机器人1所具有的控制装置10的方块结构。另外，在本实施方式中，学习控制部由后述的学习处理部以及伺服控制部构成，实际运转控制部由伺服控制部构成。机器人1最好是多关节机器人，该机器人机构部2具有：三个可转动的关节3a、3b以及3c；三个可转动的关节4a、4b以及4c，而且在机器人机构部2的末端(在图示例中的关节4c)上安装末端执行器5。而且，在末端执行器5上安装有移动信息测定部，即加速度传感器50，用于检测末端执行器5的平移方向以及转动方向的加速度；和移动信息测定部，即视频传感器52，用于检测固定地设置在作业空间的标记60对于末端执行器5的平移方向以及转动方向的坐标。或者，也可以在末端执行器5的适当部位上设置标记，在其他的固定部位上安装视频传感器52检测该标记。另外，加速度传感器50以及视频传感器52也可以测定末端执行器5之外的机器人机构部2的部位的移动信息。控制机器人1的机器人控制装置10具有非易失性存储器12，而非易失性存储器12具有：对预先确定的机器人程序进行保存的程序存储部14；对包含在该机器人程序中的各个动作指令的每个插补周期的修正量(后述)进行保存的修正量存储器16。而且机器人控制装置10具有：当程序再生时，根据程序内的动作指令的始点位置、终点位置、移动速度、插补形式等信息生成末端执行器5的目标-->轨道的轨道计划部18；根据目标轨道生成每个插补周期的末端执行器5的位置的动作插补部20；在求出与这些每个插补周期的末端执行器位置相对应的机器人的各控制轴位置的同时，计算出每个插补周期的移动量的控制轴移动量运算部22。机器人控制装置10还具有将动作指令传输到机器人机构部2对各控制轴的驱动进行控制的驱动控制部，比如伺服控制部24，控制轴移动量运算部22将速度指令值的初始值传输到伺服控制部24。机器人控制装置10包含分别对末端执行器5实际动作时的轨道(即实轨道)偏差的高频成分以及低频成分进行运算的高频运算部26和低频运算部28，高频运算部26以及低频运算部28分别根据来自加速度传感器50以及视频传感器52的信息进行运算。如果将高频运算部26以及低频运算部28的输出加在一起，就可以求出末端执行器5的实轨道。另外，在这里，区别高频成分和低频成分的频率为数10Hz。而且，控制装置10具有根据末端执行器5的目标轨道以及实轨道进行后述的学习处理200的学习处理部30。接着，参照图2a、图2b，对本专利技术的机器人装置10的程序再生的流程图进行说明。程序再生开始后，首先由轨道计划部18从程序存储部14读出程序(步骤101)。接着，轨道计划部18依次或选择程序行执行程序。此时，首先读出应执行的程序行编号(步骤102)，判定有无与该程序行编号相对应的程序行(步骤103)。在没有相对应的程序行的情况下，程序再生结束。在存在相对应的程序行的情况下，再判定该程序行是否包含动作指令(步骤104)，当包含动作指令时，则将该程序行的动作指令ID作为变量m保存到寄存器中(步骤105)。接着，轨道计划部18对该程序行进行轨道计划(步骤106)并将插补周期计数器i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，具备：机器人机构部（２）、安装在所述机器人机构部（２）的末端执行器（５）；用于测定因所述机器人机构部（２）的动作的所述末端执行器（５）或所述机器人机构部（２）的移动信息的移动信息测定部（５０、５２）；和　 　控制所述机器人机构部（２）的动作的控制装置（１０），其特征在于，所述控制装置具有：学习控制部（３０、２４），根据从所述移动信息测定部（５０、５２）得到的信息，对所述机器人机构部（２）的动作的试运转进行控制，执行用于改善 所述机器人机构部（２）的动作的学习控制；和实际运转控制部（２４），根据作为所述学习控制部（３０、２４）执行的所述学习控制的结果而得到的修正量，对所述机器人机构部（２）的实际运转进行控制。

【技术特征摘要】
JP 2004-10-18 2004-3034251.一种机器人，具备：机器人机构部(2)、安装在所述机器人机构部(2)的末端执行器(5)；用于测定因所述机器人机构部(2)的动作的所述末端执行器(5)或所述机器人机构部(2)的移动信息的移动信息测定部(50、52)；和控制所述机器人机构部(2)的动作的控制装置(10)，其特征在于，所述控制装置具有：学习控制部(30、24)，根据从所述移动信息测定部(50、52)得到的信息，对所述机器人机构部(2)的动作的试运转进行控制，执行用于改善所述机器人机构部(2)的动作的学习控制；和实际运转控制部(24)，根据作为所述学习控制部(30、24)执行的所述学习控制的结果而得到的修正量，对所述机器人机构部(2)的实际运转进行控制。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述移动信息包含所述末端执行器(5)的加速度，所述移动信息测定部(50、52)具有用于测定所述末端执行器(5)的加速度的加速度传感器(50)。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述移动信息包含所述末端执行器(5)的位置，所述移动信息测定部(50、52)具有用于检测所述末端执行器(5)的位置的视频传感器(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边淳，二瓶亮，加藤哲朗，黑下彰喜，最上康太，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]