專利名稱：機器人和用于制造機器人的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所討論的實施方式涉及機器人和用于制造機器人的方法。
背景技術(shù)：
已知一種傳統(tǒng)的機器人，該機器人包括關(guān)節(jié)臂并通過使用該關(guān)節(jié)臂的終端可動部的末端執(zhí)行器來執(zhí)行各種操作。例如，當(dāng)將激光頭等用作末端執(zhí)行器時，機器人可對目標(biāo)物體執(zhí)行諸如激光切割和激光焊接之類的操作。利用激光頭等的操作通常通過控制關(guān)節(jié)臂來進(jìn)行，以提高諸如由激光繪制的直線和圓弧之類的“軌跡”的精度。例如，日本特開專利公報No. 2003-71760公開了一種反饋控制技術(shù)，該技術(shù)用于從關(guān)節(jié)臂的檢測實際位置和姿勢與目標(biāo)位置和姿勢之間的誤差計算控制目標(biāo)值(在下文 中，“控制增益”)，并通過使用該控制增益來校正關(guān)節(jié)臂的位置和姿勢。然而，該傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題在于，例如為了獲得高運動速度下的高精度軌跡而增加控制增益會引起臂的振動并因此可能惡化軌跡的精度。換言之，傳統(tǒng)的領(lǐng)域不能同時滿足軌跡的高精度化和運動速度的高速化。鑒于上述問題來實現(xiàn)實施方式的一方面，實施方式的目的在于提供一種能夠滿足軌跡的高精度化和運動速度的高速化的機器人和用于制造機器人的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實施方式的一方面的機器人包括關(guān)節(jié)臂；以及減速器，該減速器設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)中。所述關(guān)節(jié)臂執(zhí)行多軸操作。所述減速器具有這樣的剛性，對于該剛性，通過獲取所述關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置相對三維坐標(biāo)系的各維的偏轉(zhuǎn)量獲得的獲取值不超過與所述關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。根據(jù)實施方式的一方面，能夠滿足軌跡的高精度化和運動速度的高速化兩者。


結(jié)合附圖，參考下述詳細(xì)說明將會更好地理解本發(fā)明和本發(fā)明的相關(guān)優(yōu)點中的許多優(yōu)點，從而容易獲得對本發(fā)明以及本發(fā)明的相關(guān)優(yōu)點中的許多優(yōu)點的更全面的了解，在附圖中圖I是示出根據(jù)實施方式的機器人的構(gòu)造的側(cè)視圖；圖2是示出關(guān)節(jié)臂的運動的模式圖；圖3A是示出用于P點處的偏轉(zhuǎn)量的各方向分量的閾值的實施例的圖；圖3B是示出各減速器的用于各方向分量的剛性的圖；圖3C是示出各馬達(dá)的選擇條件的實施例的圖；圖4A是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第一圖；圖4B是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第二圖4C是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第三圖；圖5是不出關(guān)節(jié)臂的偏轉(zhuǎn)角和目標(biāo)精度之間的對應(yīng)關(guān)系的圖；圖6A是示出第三臂部的第一偏移的圖；和圖6B是示出第三臂部的第二偏移的圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)地說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實施方式的機器人和用于制造機器人的方法。此外，下文公開的實施方式不旨在限制本發(fā)明。首先，參照圖I說明根據(jù)實施方式的機器人的構(gòu)造。圖I是示出根據(jù)實施方式的機器人10的構(gòu)造的側(cè)視圖。為了使說明易于理解，在圖I中示出三維直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的Z軸線的正向是豎直向上方向。該直交坐標(biāo)系還能夠在用于下列說明的其它圖中示出。 如圖I所示，機器人10包括第一臂部11、第二臂部12、第三臂部13和基座14。第一臂部11的底端由第二臂部12支撐，并且該第一臂部的前端支撐末端執(zhí)行器(未示出)。第二臂部12的底端由第三臂部13支撐，并且該第二臂部的前端支撐第一臂部11。第三臂部13的底端由基座14支撐，并且該第三臂部的前端支撐第二臂部12?；?4固定在安裝面(諸如地板)上。在本文中，第一臂部11和第二臂12經(jīng)由第一關(guān)節(jié)Ila連接。第一關(guān)節(jié)Ila設(shè)置有第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)llab。第一臂部11由于第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的驅(qū)動而繞平行于Y軸線的U軸線旋轉(zhuǎn)。第二臂部12和第三臂部13經(jīng)由第二關(guān)節(jié)12a連接。第二關(guān)節(jié)12a設(shè)置有第二減速器12aa和第二馬達(dá)12ab。第二臂部12由于第二減速器12aa和第二馬達(dá)12ab的驅(qū)動而繞平行于Y軸線的L軸線旋轉(zhuǎn)。第三臂部13和基座14經(jīng)由第三關(guān)節(jié)13a連接。第三關(guān)節(jié)13a設(shè)置有第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab。第三臂部13由于第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab的驅(qū)動而繞平行于Z軸線的S軸線旋轉(zhuǎn)。在該情況下，第一減速器llaa、第二減速器12aa、第三減速器13aa、第一馬達(dá)llab、第二馬達(dá)12ab和第三馬達(dá)13ab在圖I中簡單地示出。這些部件在用于下列說明的其它附圖中可被省略。在下文中，第一減速器llaa、第二減速器12aa和第三減速器13aa可以被統(tǒng)稱為“各減速器”，第一馬達(dá)llab、第二馬達(dá)12ab和第三馬達(dá)13ab可以被統(tǒng)稱為“各馬達(dá)”。這樣，根據(jù)實施方式的機器人10包括所謂的關(guān)節(jié)臂15，該關(guān)節(jié)臂15的臂部經(jīng)由關(guān)節(jié)連接以執(zhí)行多軸操作。關(guān)節(jié)臂15還具有以下關(guān)節(jié)，諸如，繞平行于X軸線的R軸線旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)和繞平行于Y軸線的B軸線旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)。然而，本實施方式主要通過利用第一關(guān)節(jié)11a、第二關(guān)節(jié)12a和第三關(guān)節(jié)13a來說明。如圖I所示，在本實施方式中，點P被具體地定義為R軸線和B軸線的交點。假設(shè)點P表示機器人10的關(guān)節(jié)臂15的預(yù)定代表位置。根據(jù)實施方式的機器人10選擇并包括具有這樣的剛性的第一減速器llaa、第二減速器12aa和第三減速器13aa，對于該剛性，用于點P的三維坐標(biāo)系統(tǒng)的各維的偏轉(zhuǎn)量不超過與關(guān)節(jié)臂15的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。
而且，根據(jù)實施方式的機器人10選擇并包括分別與所選擇的第一減速器llaa、第二減速器12aa和第三減速器13aa對應(yīng)的第一馬達(dá)I lab、第二馬達(dá)12ab和第三馬達(dá)13ab。如圖I所示，關(guān)節(jié)臂15的關(guān)節(jié)可分別包括安裝部110、安裝部120和安裝部130，這些安裝部均可僅允許更換對應(yīng)的減速器和馬達(dá)。當(dāng)設(shè)置安裝部110、安裝部120和安裝部130時，僅通過選擇各減速器和馬達(dá)便能夠容易地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)量，而不用更換對每個臂部。換言之，可省去耗時的專用設(shè)計。圖I僅簡單地示出了安裝部110、安裝部120和安裝部130，并因此不限制它們的構(gòu)造。在下文中，具體地說明僅用于選擇各減速器和馬達(dá)的選擇方法，而與安裝部110、安裝部120和安裝部130的存在與否無關(guān)。以下參照圖6A和6B特別從輕量化的角度來描述各臂部。
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圖2是示出關(guān)節(jié)臂15的運動的模式圖。在下文中，如圖2所示，當(dāng)?shù)谝槐鄄?1與X軸線保持平行并且第二臂部12和第三臂部13的兩端部與Z軸線保持平行時，關(guān)節(jié)臂15的姿勢被稱為“基準(zhǔn)姿勢”。如圖2所示，第一關(guān)節(jié)Ila使前端支撐有末端執(zhí)行器E的第一臂部11繞U軸線旋轉(zhuǎn)(參見圖2的箭頭200)。而且，第二關(guān)節(jié)12a使第二臂部12繞L軸線旋轉(zhuǎn)(參見圖2的箭頭300)。而且，第三關(guān)節(jié)13a使第三臂部13繞S軸線旋轉(zhuǎn)(參見圖2的箭頭400)。在本文中，為了使第一臂部11、第二臂部12和第三臂部13旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在第一關(guān)節(jié)Ila中的第一減速器llaa、設(shè)置在第二關(guān)節(jié)12a中的第一減速器12aa和設(shè)置在第三關(guān)節(jié)13a中的第三減速器13aa重點考慮對抗重力力矩的剛性而在許多情況下被方便地選擇。因此，點P處的偏轉(zhuǎn)量主要分析圖2的Z向分量。各減速器的選擇重點考慮對抗Z方向的剛性。然而，因為第一關(guān)節(jié)11a、第二關(guān)節(jié)12a和第三關(guān)節(jié)13a實際上具有不同方向的旋轉(zhuǎn)軸線，因此，優(yōu)選的是，當(dāng)添加了來自除Z方向外的由旋轉(zhuǎn)軸線所示的方向的力矩時，考慮對抗旋轉(zhuǎn)軸線的擺動的剛性來選擇各減速器。因此，假設(shè)根據(jù)實施方式的機器人10的各減速器和馬達(dá)的選擇方法獲取并分析點P處相對于除了 Z方向分量之外的三維的三個方向分量的偏轉(zhuǎn)量。各減速器被選擇為具有這樣的剛性，對于該剛性，所獲取的三維分量的偏轉(zhuǎn)量中的每個均不超過與關(guān)節(jié)臂15的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。剛性特別地包括“力矩剛性”和“扭矩剛性”，所述力矩剛性是對抗第一關(guān)節(jié)11a、第二關(guān)節(jié)12a和第三關(guān)節(jié)13a的各旋轉(zhuǎn)軸線的擺動的剛性，所述扭矩剛性是對抗以各旋轉(zhuǎn)軸線為中心的旋轉(zhuǎn)方向的扭矩的剛性。當(dāng)負(fù)載側(cè)慣性力矩被定義為“負(fù)載慣性”且馬達(dá)側(cè)慣性力矩被定義為“馬達(dá)慣性”時，假設(shè)各馬達(dá)被選擇為具有與當(dāng)包含各選擇減速器作為負(fù)載時的負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性。如圖2所示，因為當(dāng)從基準(zhǔn)姿勢觀看時第一關(guān)節(jié)Ila使第一臂部11朝Z軸線旋轉(zhuǎn)，所以可以說作為用于旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線的U軸線與關(guān)節(jié)臂15的Z方向的偏轉(zhuǎn)很大程度上相關(guān)。類似地，因為當(dāng)從基準(zhǔn)姿勢觀看時第二關(guān)節(jié)12a使第二臂部12朝X軸線旋轉(zhuǎn)，所以可以說作為用于旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線的L軸線與關(guān)節(jié)臂15的X方向的偏轉(zhuǎn)很大程度上相關(guān)。類似地，因為當(dāng)從基準(zhǔn)姿勢觀看時第三關(guān)節(jié)13a使第三臂部13朝Y軸線旋轉(zhuǎn)，所以可以說作為用于旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線的S軸線與關(guān)節(jié)臂15的Y方向的偏轉(zhuǎn)很大程度上相關(guān)。各旋轉(zhuǎn)軸線和XYZ方向之間的關(guān)系影響以下待述的偏轉(zhuǎn)角的目標(biāo)精度。該點以下參照圖5進(jìn)行描述。在下文中，將參照圖3A至圖5進(jìn)一步詳細(xì)地說明根據(jù)實施方式的機器人10的各減速器和馬達(dá)的選擇方法。首先，將參照圖3A至3C說明各減速器和馬達(dá)的選擇條件。圖3A是示出用于點P處的偏轉(zhuǎn)量的各方向分量的上限閾值的實施例的圖。如已在圖2中所示的，根據(jù)實施方式的機器人10具有指示Z方向的S軸線和作為指示Y方向的旋轉(zhuǎn)軸線的軸線U和L。為此，根據(jù)實施方式的機器人10的各減速器的選擇方法分析將Y方向和Z方向作為基準(zhǔn)方向。在下文中，將著重說明Y方向和Z方向。 如圖3A所示，根據(jù)實施方式的機器人10的各減速器和馬達(dá)的選擇方法設(shè)定點P處的偏轉(zhuǎn)量的各方向分量的上限閾值。例如，在圖3A中，偏轉(zhuǎn)量由偏轉(zhuǎn)角(圖3A的“度”)表示，該偏轉(zhuǎn)角是預(yù)定基準(zhǔn)位置的位移角。在該情況下，偏轉(zhuǎn)角在Y方向上的上限閾值是“a”，在Z方向上的上限閾值是“b”。換言之，基于減速器是否具有以下剛性來選擇各減速器，借助該剛性，點P處的偏轉(zhuǎn)角被保持在偏轉(zhuǎn)角的由上限閾值“a”和上限閾值“b”確定的公差內(nèi)。換言之，該公差可被稱為“目標(biāo)精度”。在下文中，點P處的偏轉(zhuǎn)角被保持在公差內(nèi)(也就是說，偏轉(zhuǎn)角不大于上限閾值“a”和“b” )可被描述為“滿足目標(biāo)精度”。接下來，圖3B是示出各減速器的用于各方向分量的剛性的圖。如圖3B所示，因為設(shè)置在第一關(guān)節(jié)Ila中的第一減速器IIaa(參見圖I)使用指示Y方向的U軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線，所以關(guān)于Y方向考慮力矩剛性并且關(guān)于Z方向考慮扭矩剛性(具體地，彈性常數(shù))，以選擇能滿足目標(biāo)精度的減速器。如圖3B所示，該點被類似地應(yīng)用于第二關(guān)節(jié)12a的第二減速器12aa(參見圖I)，該第二關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線是指示Y方向的L軸線。如圖3B所示，因為設(shè)置在第三關(guān)節(jié)13a中的第三減速器13aa(參見圖I)使用指示Z方向的S軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線，所以關(guān)于Y方向考慮扭矩剛性并且關(guān)于Z方向考慮力矩剛性，以選擇能滿足目標(biāo)精度的減速器?？刹换诰唧w方法確定目標(biāo)精度是否能被滿足。因此，可使用模擬方法或者可使用實際測量值確定方法來進(jìn)行確定。接下來，圖3C是示出各馬達(dá)的選擇條件的實施例的圖。如圖3C所示，各馬達(dá)可將作為馬達(dá)慣性和負(fù)載慣性之間的比的慣性比用作其中一個選擇條件。例如，圖3C示出設(shè)置在第一關(guān)節(jié)Ila中的第一馬達(dá)Ilab (參見圖I)的慣性比、設(shè)置在第二關(guān)節(jié)12a中的第二馬達(dá)12ab(參見圖I)的慣性比和設(shè)置在第三關(guān)節(jié)13a中的第三馬達(dá)13ab(參見圖I)的慣性比均為“I : I”。在該情況下，當(dāng)包含所選擇的各減速器作為負(fù)載時，各馬達(dá)被選擇為使得其慣性比盡可能接近“I 1”，也就是說，馬達(dá)慣性與負(fù)載慣性基本上相同。這樣，因為由慣性造成的影響通過使馬達(dá)慣性和負(fù)載慣性具有基本上相同的值來消除，并且馬達(dá)側(cè)的運動能夠與負(fù)載側(cè)的運動細(xì)微地聯(lián)動，因此，能夠改善關(guān)節(jié)臂15的可控性和響應(yīng)性。換言之，能夠加速關(guān)節(jié)臂15的運動速度。
接下來，將參照圖4A至圖4C說明各減速器和馬達(dá)的選擇順序。圖4A是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第一圖。圖4B是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第二圖。圖4C是示出各減速器和馬達(dá)的選擇順序的第三圖。首先，如圖4A所不,第一關(guān)節(jié)Ila的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab成為選擇目標(biāo)。此時，第一減速器Ilaa在第一馬達(dá)Ilab之前被選擇。如已參照圖3B所述的，通過選擇具有滿足目標(biāo)精度的Y方向的力矩剛性和Z方向的扭矩剛性的減速器來進(jìn)行第一減速器Ilaa的選擇。然后，根據(jù)所選擇的第一減速器Ilaa選擇第一馬達(dá)llab。如已參照圖3C所述的，通過選擇具有與負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性的馬達(dá)來進(jìn)行第一馬達(dá)Ilab的選擇。此時，第一馬達(dá)Ilab的負(fù)載是先前被選擇的第一減速器Ilaa以及由圖4A的虛線矩形101包圍的末端執(zhí)行器E和第一臂部11。然后，對于所選擇的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab進(jìn)行有效性驗證。在本文中，將參照圖5說明有效性驗證的實施例。圖5是示出關(guān)節(jié)臂15的偏轉(zhuǎn)角和目標(biāo)精度之間的對應(yīng)關(guān)系的圖。 為了使說明易于理解，圖5示出了當(dāng)從X軸線的正向觀看時XYZ軸線的三維坐標(biāo)系。換言之，在本文中，主要說明YZ軸線的二維分量。作為使用圖5說明的先決條件，假設(shè)被選擇的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的組合是三種類型。在本文中，第一組被稱為第一候補，第二組被稱為第二候補，第三組被稱為第二候補。假設(shè)通過使用第一候補獲取的點P處的偏轉(zhuǎn)角是Pp類似地，假設(shè)通過使用第二候補獲得的點P處的偏轉(zhuǎn)角是p2，使用第三候補獲得的點P處的偏轉(zhuǎn)角是p3。假設(shè)偏轉(zhuǎn)角已通過模擬、實際測量等獲得。而且，偏轉(zhuǎn)角的預(yù)定基準(zhǔn)位置是XYZ軸線的交點。如圖5所示，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角在Y方向和Z方向的上限閾值是“a”和“b”時，偏轉(zhuǎn)角的目標(biāo)精度可借助由虛線104和YZ軸線包圍的范圍表示。在本文中，如圖5所示，因為第一候補的偏轉(zhuǎn)角P1位于目標(biāo)精度之外，所以第一候補被排除于最終選擇外。如果所選擇的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的組合僅為第一候補，則說明返回至通過用圖4A說明的過程。另一方面，因為第二候補的偏轉(zhuǎn)角P2和第三候補的偏轉(zhuǎn)角P3位于目標(biāo)精度內(nèi)，所以第二候補和第三候補可以是最終選擇目標(biāo)。如圖5所示，第二候補的偏轉(zhuǎn)角P2較遠(yuǎn)離預(yù)定基準(zhǔn)位置而第三候補的偏轉(zhuǎn)角P3較接近預(yù)定基準(zhǔn)位置。在該情況下，當(dāng)?shù)诙蜓a和第三候補的其中之一被最終選擇時，例如可以使用以下待述的方法。更具體地，如已在利用圖2說明中描述的，作為第一關(guān)節(jié)Ila的旋轉(zhuǎn)軸線的U軸線(見圖2)與向關(guān)節(jié)臂15的Z方向的偏轉(zhuǎn)很大程度上相關(guān)。然而，可以根據(jù)相關(guān)程度選擇第二候補和第三候補中的任何一個。例如，因為當(dāng)Z方向的偏轉(zhuǎn)基本上取決于U軸線的影響時，如圖5所示，如果偏轉(zhuǎn)角至少小于包括U軸線的關(guān)節(jié)Ila的上限閾值“b”則能夠解決Z方向的偏轉(zhuǎn)，因此即使偏轉(zhuǎn)角P2遠(yuǎn)離預(yù)定基準(zhǔn)位置，第二候補也能被選擇。另一方面，當(dāng)Z方向的偏轉(zhuǎn)取決于包含除了 U軸線之外諸如L軸線和S軸線的其它因素的組合影響時，優(yōu)選的是，指示較靠近預(yù)定基準(zhǔn)位置的偏轉(zhuǎn)角P3的第三候補被選擇，如圖5所示。這樣，通過驗證所選擇的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的有效性能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)節(jié)臂15的軌跡的高精度。顯而易見的是，該驗證方法除了能夠應(yīng)用于除了選擇第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的情況之外還能夠應(yīng)用于“第二減速器12aa和第二馬達(dá)12ab”或“第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab”被選擇的情況。此外，當(dāng)所有的減速器和馬達(dá)被一起選擇時，該驗證方法能夠應(yīng)用于綜合驗證。
再次參照圖4A至圖4C進(jìn)行說明。在選擇了圖4A所示的第一關(guān)節(jié)Ila的第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab之后，下一個選擇目標(biāo)是圖4B所示的第二減速器12aa和第二馬達(dá)12ab。其中，第二減速器12aa在第二馬達(dá)12ab之前被選擇。如已參照圖3B所述的，通過選擇具有滿足目標(biāo)精度的Y方向的力矩剛性和Z方向的扭矩剛性的減速器來進(jìn)行第二減速器12aa的選擇。然后，根據(jù)所選擇的第二減速器12aa來選擇第二馬達(dá)12ab。如已參照圖3C所述的，通過選擇具有與負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性的馬達(dá)來進(jìn)行第二馬達(dá)12ab的選擇。此時，第二馬達(dá)12ab的負(fù)載是先前被選擇的第二減速器12aa以及由圖4B的虛線矩形102包圍的末端執(zhí)行器E、第一臂部11、第一關(guān)節(jié)Ila和第二臂部12。然后，與第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的情況類似地對所選擇的第二減速器12aa和第二馬達(dá)12ab進(jìn)行有效性驗證(參見圖5)。類似地，還對第三關(guān)節(jié)13a的第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab進(jìn)行有效性驗證。如圖4C所示，第三關(guān)節(jié)13a的第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab變?yōu)橄乱粋€選擇目標(biāo)。其中，第三減速器13aa在第三馬達(dá)13ab之前被選擇。通過選擇具有滿足目標(biāo)精度的Y方向的扭矩剛性和Z方向的力矩剛性的減速器來進(jìn)行第三減速器13aa的選擇(參見圖3B)。然后，根據(jù)所選擇的第三減速器13aa來選擇第三馬達(dá)13ab。通過選擇具有與負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性的馬達(dá)來進(jìn)行第三馬達(dá)13ab的選擇(參見圖3C)。此時，第三馬達(dá)13ab的負(fù)載是先前被選擇的第三減速器13aa以及由圖4C的虛線矩形103包圍的末端執(zhí)行器E、第一臂部11、第一關(guān)節(jié)11a、第二臂部12、第二關(guān)節(jié)12a和第三臂部13。然后，與第一減速器Ilaa和第一馬達(dá)Ilab的情況類似地也對所選擇的第三減速器13aa和第三馬達(dá)13ab進(jìn)行有效性驗證(參見圖5)。這樣，從關(guān)節(jié)臂15的前端開始順序選擇減速器和馬達(dá)。在本文中，已經(jīng)說明對于各關(guān)節(jié)選擇減速器和馬達(dá)并且均驗證有效性。然而，實施方式不限于該方法。例如，從關(guān)節(jié)臂15的前端開始順序選擇各減速器和馬達(dá)，并且最后執(zhí)行有效性的綜合驗證。同時，至此已說明通過適當(dāng)?shù)剡x擇主要設(shè)置在各關(guān)節(jié)中的減速器和馬達(dá)來同時實現(xiàn)關(guān)節(jié)臂15的軌跡的高精度化和運動速度的高速化。此外，可減小各臂部的重量。各臂部的輕量化還可導(dǎo)致各減速器和馬達(dá)的輕量化，并且可容易導(dǎo)致負(fù)載慣性的降低。在本文中，參照圖6A和6B說明相對于各臂部的輕量化各臂部的偏移。圖6A是示出第三臂部13的第一偏移的圖。圖6B是示出第三臂部13的第二偏移的圖。如圖6A所示，假設(shè)第一臂部11的臂長是“LI”，第三臂部13的偏移是“L2”。在本文中，假設(shè)第一關(guān)節(jié)Ila的剛性和第一臂部11的輕量化一起實現(xiàn)。如圖6B所示，按照輕量化，假設(shè)第一臂部11的臂長變?yōu)楸缺坶LLI更短的臂長LI’。在該情況下，關(guān)節(jié)臂15的運動范圍因第一臂部 11的變短而變窄。此時,如圖6B所不,例如通過將第三臂部13的偏移拉長至比偏移L2更長的偏移L2’而能將關(guān)節(jié)臂15的可動范圍保持在預(yù)定可動范圍之內(nèi)。如上所述，根據(jù)實施方式的機器人包括關(guān)節(jié)臂和設(shè)置在該關(guān)節(jié)臂的各關(guān)節(jié)中的減速器。減速器具有這樣的剛性，對于該剛性，通過獲取關(guān)節(jié)臂處預(yù)定代表位置相對三維坐標(biāo)系的各維的偏轉(zhuǎn)量而獲得的獲取值不超過與關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。而且，根據(jù)實施方式的機器人還包含設(shè)置在各關(guān)節(jié)中的馬達(dá)。當(dāng)包含減速器作為負(fù)載時，馬達(dá)具有與負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性。因此，按照實施方式的機器人能滿足軌跡的高精度和運動速度的高速化。進(jìn)一步描述實施方式的另一方面。在本實施方式中已說明，當(dāng)選擇所選擇的各減速器作為負(fù)載時，各馬達(dá)具有與負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性。然而，本實施方式不限于此。換言之，當(dāng)不包含減速器時，各馬達(dá)可被選擇為使得馬達(dá)具有與不包含減速器作為負(fù)載的情況下的負(fù)載慣性基本上相同的馬達(dá)慣性。在上述實施方式中，已作為實施例說明了將兩個方向用作基準(zhǔn)方向。然而，本實施方式不限于此。例如，如果關(guān)節(jié)臂的各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向為三個方向，則可將三個方向用作基準(zhǔn)方向。因此，關(guān)節(jié)臂的構(gòu)造不限于上述實施方式的構(gòu)造。在實施方式中已說明關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置的偏轉(zhuǎn)量相對三維坐標(biāo)系統(tǒng)的各維被分析。然而，本實施方式不限于此。例如，偏轉(zhuǎn)量可相對三維以上的多維被分析。在上述的實施方式中，已作為實施例說明將直角坐標(biāo)系用作坐標(biāo)系。然而，如果可能分析多維分量，則本實施方式不限于直角坐標(biāo)系。在實施方式中已說明偏轉(zhuǎn)量由作為遠(yuǎn)離預(yù)定基準(zhǔn)位置的位移角的偏轉(zhuǎn)角來表示。然而，本實施方式不限于此。例如，偏轉(zhuǎn)量可以基于遠(yuǎn)離預(yù)定基準(zhǔn)位置的距離等。
權(quán)利要求
1.一種機器人，該機器人包括 關(guān)節(jié)臂； 減速器，該減速器設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)中，并且 所述減速器具有這樣的剛性，對于該剛性，通過獲取所述關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置相對三維坐標(biāo)系的各維的偏轉(zhuǎn)量獲得的獲取值不超過與所述關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人，其中，所述減速器具有作為所述剛性的力矩剛性和扭矩剛性，所述力矩剛性是對抗所述關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線的擺動的剛性，所述扭矩剛性是對抗以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心的旋轉(zhuǎn)方向的扭矩的剛性。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的機器人，該機器人還包括設(shè)置在所述關(guān)節(jié)中的馬達(dá)，其中， 在包含所述減速器作為負(fù)載的情況下，所述馬達(dá)具有與負(fù)載側(cè)慣性力矩大致相同的馬達(dá)側(cè)慣性力矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人，其中，所述關(guān)節(jié)包括允許更換所述減速器和所述馬達(dá)的安裝部。
5.—種機器人,該機器人包括 關(guān)節(jié)臂；以及 馬達(dá)，該馬達(dá)設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)中，并且 所述馬達(dá)具有與負(fù)載側(cè)慣性力矩大致相同的馬達(dá)側(cè)慣性力矩。
6.—種機器人,該機器人包括 關(guān)節(jié)臂；以及 減速器和馬達(dá)，該減速器和該馬達(dá)設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)中， 所述減速器具有這樣的剛性，對于該剛性，通過獲取所述關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置相對三維坐標(biāo)系的各維的偏轉(zhuǎn)量獲得的獲取值不超過與所述關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值，并且 在包含所述減速器作為負(fù)載的情況下，所述馬達(dá)具有與負(fù)載側(cè)慣性力矩大致相同的馬達(dá)側(cè)慣性力矩。
7.一種用于制造機器人的方法，該方法包括 從與關(guān)節(jié)臂的前端接近的關(guān)節(jié)開始順序選擇設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的各所述關(guān)節(jié)中的減速器和馬達(dá)； 當(dāng)使用所選擇的所述減速器和所述馬達(dá)時，獲取所述關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置的偏轉(zhuǎn)量作為相對三維坐標(biāo)系的各維的獲取值；并且 驗證所獲取的所述獲取值是否不超過與所述關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機器人和用于制造機器人的方法。根據(jù)實施方式的一方面的機器人包括關(guān)節(jié)臂；以及減速器，該減速器設(shè)置在所述關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)中。所述關(guān)節(jié)臂執(zhí)行多軸操作。所述減速器具有這樣的剛性，對于該剛性，通過獲取所述關(guān)節(jié)臂處的預(yù)定代表位置相對三維坐標(biāo)系的各維的偏轉(zhuǎn)量獲得的獲取值不超過與所述關(guān)節(jié)臂的目標(biāo)精度對應(yīng)的閾值。
文檔編號B25J17/00GK102896629SQ201210035659
公開日2013年1月30日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者榊芳梨, 梅崎剛宏, 一番瀬敦 申請人:株式會社安川電機