[发明专利]角度检测器的偏心误差校正方法及机器人系统

说明书

在角度检测器的偏心误差校正方法中，在至少三个测量位置确定输出轴角度。将每个测量位置处的臂角度值与在每个测量位置处检测到的输出轴角度之差确定为偏心误差。误差曲线表示臂角度值和偏心误差之间的关系，并且通过用单个周期为臂的单次旋转的正弦波近似每个测量位置处的偏心误差被确定作为臂角度值的函数。使用误差曲线确定将输出轴角度和臂角度值相关联的校正式。校正值对应于检测到的输出轴角度，并且在臂旋转时基于校正式确定校正值并校正偏心误差。

背景技术

本公开涉及一种角度检测器的偏心误差校正方法及机器人系统，角度检测器的偏心误差校正方法校正由于设置在机器人中的角度检测器的偏心产生的误差。

技术领域

以往，通过检测角度的反馈来控制机器人的关节角度，该检测角度由安装在电机上的诸如光学编码器的角度检测器检测。另外，为了提高关于臂前端的定位精度，可以进一步安装角度检测器，该角度检测器直接读取通过诸如减速器的传动机构连接的臂的旋转角度。以下，将检测电机的旋转角度的角度检测器称为输入轴角度检测器。将检测臂的旋转角度的角度检测器称为输出轴角度检测器。

输入轴角度检测器通过将输入轴角度除以减速器的减速比来确定臂相对于预定原点的旋转角度。因此，输入轴角度检测器以与减速比相对应的高分辨率检测臂的旋转角度。因此，即使在输入轴角度检测器本身的分辨率或精度相对较低的情况下，输入轴角度检测器也能够进行精细控制。

另一方面，输出轴角度检测器直接检测臂的旋转角度，而不受相当于减速器中的齿隙(backlash)的量的位移、由减速器的弹性变形引起的扭转、减速器中的角传动误差等影响。

因此，在设置有输入轴角度检测器和输出轴角度检测器的情况下，通常使用以下组合。也就是说，考虑分辨率和检测精度，输入轴角度检测器主要用于角速度控制，输出轴角度检测器主要用于角度控制。由于输入轴角度和输出轴角度之间的相对差被检测作为扭转角度，所以角度检测器也可用于阻尼控制和力控制。

因此，在角度检测器的旋转中心已移位的情况下，即，角度检测器偏心的情况下，产生由角度检测器检测到的检测角度存在误差的问题。在下面，将由于角度检测器的偏心而产生的误差称为偏心误差。例如，JP-A-2015-194462提出了基于以周期的角度检测的输入轴角度和输出轴角度来校正偏心误差。前端位置精度由此得到提高。

然而，在机器人的关节部分中，除了角度检测器的偏心之外，还存在引起输入轴角度和输出轴角度之间的差异的其他因素。例如，这些因素包括减速器的齿隙和由自身臂重的影响引起的减速器的弹性变形。因此，基于输入轴角度和输出轴角度仅精确提取偏心误差是困难的。无法适当地校正偏心误差。

发明内容

因此，期望提供一种用于角度检测器的偏心误差校正方法及机器人系统，该角度检测器的偏心误差校正方法能够适当地校正由于角度检测器的偏心产生的偏心误差。

本公开的示例性实施例提供一种用于角度检测器的偏心误差校正方法，用于校正由于包括输入轴角度检测器和输出轴角度检测器的机器人中的输出轴角度检测器中的偏心产生的偏心误差。首先，在臂的自重对旋转方向的影响被抑制的至少三个测量位置检测输出轴角度。在这种情况下，臂的自重对旋转方向的影响被抑制的位置包括旋转方向完全不受影响的位置和对旋转方向的影响基本上可忽略的位置。

如果输出轴角度检测器不偏心，则在每个测量位置处检测到的输出轴角度与表示臂的实际旋转角度的臂角度值一致，这是因为臂的自重的影响被抑制。另一方面，如果输出轴角度检测器偏心，则输出轴角度与臂角度值不同。然而，在输出轴角度和臂角度值不同的情况下，由于臂的自重的影响被抑制，所以该差异可被认为是由于输出轴角度检测器的偏心引起的偏心误差。

因此，臂角度值和输出轴角度之间的差被确定为每个测量位置处的偏心误差。因此，能够得到臂角度值和偏心误差的至少三个组合。