JPH0441188A - ロボットの軸ズレ補正方式 - Google Patents
ロボットの軸ズレ補正方式Info
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- JPH0441188A JPH0441188A JP14548890A JP14548890A JPH0441188A JP H0441188 A JPH0441188 A JP H0441188A JP 14548890 A JP14548890 A JP 14548890A JP 14548890 A JP14548890 A JP 14548890A JP H0441188 A JPH0441188 A JP H0441188A
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- Japan
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- axis
- robot
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- distance
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A 産業上の利用分野
本発明はロボットの軸ズレ補正方式に関し、パリ取りロ
ボット等の産業用ロボットに適用して有用なものである
。
ボット等の産業用ロボットに適用して有用なものである
。
B 発明の概要
本発明は、3個の距離センサを有する補正ツールを、ロ
ボットの手先部に取付け、四ボット座標系のX、Y、Z
軸の何れかに沿って移動させ、直方体の1つの面に対し
前記補正ツールが平行な状態で相対向させて基準位置を
挾持し、軸ズレ発生後に基準位置を再生するとともに、
この再生時の各距離センサが検出する基準位置に対する
位置のズレ量に基づきx、 y、 zの各軸方向に関す
る手先部のズレ量である並進微少移動量を求め、この並
進微少移動量に基づき各軸の軸ズレ量を求め、作業中の
衝突等によるロボットの各関節の軸ズレ全自動的に補正
するようにしたものである。
ボットの手先部に取付け、四ボット座標系のX、Y、Z
軸の何れかに沿って移動させ、直方体の1つの面に対し
前記補正ツールが平行な状態で相対向させて基準位置を
挾持し、軸ズレ発生後に基準位置を再生するとともに、
この再生時の各距離センサが検出する基準位置に対する
位置のズレ量に基づきx、 y、 zの各軸方向に関す
る手先部のズレ量である並進微少移動量を求め、この並
進微少移動量に基づき各軸の軸ズレ量を求め、作業中の
衝突等によるロボットの各関節の軸ズレ全自動的に補正
するようにしたものである。
C2従来の技術
現在、多くの覆類のロボットが種々の産業分腎で使用さ
れている。この腫の産業用ロボットには多関節(例えば
6軸)を有するアームの先端である手先部に工具を取り
付けてティーチングにより予め教示したデータに基づい
て移動し、例えばパリ取り等の所定の作業を行うものが
ある。
れている。この腫の産業用ロボットには多関節(例えば
6軸)を有するアームの先端である手先部に工具を取り
付けてティーチングにより予め教示したデータに基づい
て移動し、例えばパリ取り等の所定の作業を行うものが
ある。
D、 発明が解決しようとする課題
上記産業用ロボットの場合、誤操作による衝突、パリ取
り作業等、手先部に力が加わる作業中に、加わる力が過
大になると、ツール、ワーク及びロボット自身の損傷、
その他の問題が生起する。この問題の1つにロボットの
各関節部の軸ズレがある。この軸ズレは各関節を駆動す
るモータの減速蕃の締結部に過大な力が加わることによ
り生起され、減速晋が微少移動してしまう結果、位置検
出センサが検出する関節の位置と、実際の関節の位置と
の間にズレを生起するという現象である。
り作業等、手先部に力が加わる作業中に、加わる力が過
大になると、ツール、ワーク及びロボット自身の損傷、
その他の問題が生起する。この問題の1つにロボットの
各関節部の軸ズレがある。この軸ズレは各関節を駆動す
るモータの減速蕃の締結部に過大な力が加わることによ
り生起され、減速晋が微少移動してしまう結果、位置検
出センサが検出する関節の位置と、実際の関節の位置と
の間にズレを生起するという現象である。
かかる軸ズレを生起すると、軌跡誤差、位置決め誤差が
発生するので、これらを回避すべ(、再教示若しくは軸
ズレの補正を行なう必要がある。
発生するので、これらを回避すべ(、再教示若しくは軸
ズレの補正を行なう必要がある。
従来技術に係る軸ズレの補正は、ロボットの基準位置を
取り直すことにより実行しているが、この場合にはオペ
レータボックスによる手動操作で特定の位置、姿勢を再
現しなければならず、軸ズレ補正に多大な時間を有する
ばかりでなく、精度的にも限界があった。
取り直すことにより実行しているが、この場合にはオペ
レータボックスによる手動操作で特定の位置、姿勢を再
現しなければならず、軸ズレ補正に多大な時間を有する
ばかりでなく、精度的にも限界があった。
本発明は、上記従来技術に艦み、容易に実行し得、同時
に良好な精度を得ることができるロボットの軸ズレ補正
方式を提供することを目的とする。
に良好な精度を得ることができるロボットの軸ズレ補正
方式を提供することを目的とする。
E 問題点を解決するための手段
上記目的を達成する本発明の構成は、
複数のリンクを複数の関節で連結してなる腕を有するロ
ボットの軸ズレ補正方式において、 相互の間の距離を所定値に確保して配設された3個の距
離センサを有する補正ツールを、ロボットの手先部に取
付けてロボット座1標系のX、Y、Z軸に沿う方向であ
るアプローチ方向に沿い、このアプローチ方向と直角な
直方体の1つの面に接近させ、前記距離センサの測定範
囲内の一点で基準位置を教示するとともに、この教示を
直方体の複数の面に関して複数回実行して夫々の基準位
置を教示する工程と、 前記補正ツールを取付けたロボットで各基準位置を再生
し、このときの各距離センサと直方体の各面との間の距
離からX、Y、Z各軸方向に関する手先部のズレ量であ
る並進微少移動量を夫々求める工程と、 各並進微少移動量に基づき各軸の軸ズレ量を演算してそ
の軸ズレを補正する工程とを有することを特徴とする。
ボットの軸ズレ補正方式において、 相互の間の距離を所定値に確保して配設された3個の距
離センサを有する補正ツールを、ロボットの手先部に取
付けてロボット座1標系のX、Y、Z軸に沿う方向であ
るアプローチ方向に沿い、このアプローチ方向と直角な
直方体の1つの面に接近させ、前記距離センサの測定範
囲内の一点で基準位置を教示するとともに、この教示を
直方体の複数の面に関して複数回実行して夫々の基準位
置を教示する工程と、 前記補正ツールを取付けたロボットで各基準位置を再生
し、このときの各距離センサと直方体の各面との間の距
離からX、Y、Z各軸方向に関する手先部のズレ量であ
る並進微少移動量を夫々求める工程と、 各並進微少移動量に基づき各軸の軸ズレ量を演算してそ
の軸ズレを補正する工程とを有することを特徴とする。
F 作 用
上記構成の本発明によれば作業中に手先部が衝突した場
合等、軸ズレを生起した可能性がある場合には、ロボッ
トで基準位置を再生させる。このような基準位置を再生
させれば、このときの各距離センサの距離データから軸
ズレ量が求まるのでこれを補正する。
合等、軸ズレを生起した可能性がある場合には、ロボッ
トで基準位置を再生させる。このような基準位置を再生
させれば、このときの各距離センサの距離データから軸
ズレ量が求まるのでこれを補正する。
G実施例
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第2図は本発明の実施例を適用するロボットの腕を示す
説明図である。同図中、1aは1軸リンク、2aは2軸
リンク、3aは3軸リンク、4aは4軸リンク、5aは
5軸リンク、6mは6軸リンクであり、これら1軸〜6
軸リンク1a〜6aは関節部である1〜6軸駆動部1b
〜6bにより駆動させる。これらのうち、1軸、4軸及
び6軸駆動部1b。
説明図である。同図中、1aは1軸リンク、2aは2軸
リンク、3aは3軸リンク、4aは4軸リンク、5aは
5軸リンク、6mは6軸リンクであり、これら1軸〜6
軸リンク1a〜6aは関節部である1〜6軸駆動部1b
〜6bにより駆動させる。これらのうち、1軸、4軸及
び6軸駆動部1b。
4b、6bは、旋回動作、また2軸、3軸及び5軸駆動
部2b、3b、5bは回転動作を行なうようになってい
る。
部2b、3b、5bは回転動作を行なうようになってい
る。
同−軸毎の各軸リンク1a〜6aと各軸駆動部1b〜6
bとを組合せたものを1〜6軸と称し、各軸の位置を図
中にθ、〜θ6として表している。
bとを組合せたものを1〜6軸と称し、各軸の位置を図
中にθ、〜θ6として表している。
第3図は本実施例で使用する補正ツールを示す説明図で
ある。同図に示すように、補正ツール7は円板7a上に
3個の距離センサ、。
ある。同図に示すように、補正ツール7は円板7a上に
3個の距離センサ、。
てs、s2. s、slが直角に交わるように配設しで
ある。
ある。
第4図は本実施例に係る軸ズレ補正方式の一工程である
基準位置の教示時の態様を概念的に示す説明図である。
基準位置の教示時の態様を概念的に示す説明図である。
基準位置の教示の際には、先ず前記補正用ツール7をロ
ボットの手先部に取り付ける。
ボットの手先部に取り付ける。
このとき、補正操作を完全に自動化する場合にはA T
C(Auto Tool Changer)で自動着
脱可能にしておく。その後、第4図に示すように、手先
部がアプローチ方向P1に沿うようロボットを移動し、
所定位置に固定した直方体8の1つの面Aに円板7aが
平行になるように相対向させて距離センサS、 −S、
の測定可能範囲の一点で各軸の関節位置θ、〜θ6を教
示する。これを基準位WQ、とする。
C(Auto Tool Changer)で自動着
脱可能にしておく。その後、第4図に示すように、手先
部がアプローチ方向P1に沿うようロボットを移動し、
所定位置に固定した直方体8の1つの面Aに円板7aが
平行になるように相対向させて距離センサS、 −S、
の測定可能範囲の一点で各軸の関節位置θ、〜θ6を教
示する。これを基準位WQ、とする。
このとき、直方体8は、第5図に示すように、各面A、
B、C,Dが、ロボットの座標系のX、Y、Z軸に沿う
方向であるアプローチ方向p、、 p、、 p3. p
4と直角になるように固定されている。
B、C,Dが、ロボットの座標系のX、Y、Z軸に沿う
方向であるアプローチ方向p、、 p、、 p3. p
4と直角になるように固定されている。
前述の如き基準位置Qの教示時と同様にして面B、C,
Dに関する基準位置Q2pQ3pQ4を教示する。基準
位置Q1〜Q4は、一般に、Q、=(θ、。、θ2n’
θ3n’ θ4n’ θ5m’ θ6n)と記載され、
本実施例の場合、6個の成分θ1゜〜θ6、をもつ。
Dに関する基準位置Q2pQ3pQ4を教示する。基準
位置Q1〜Q4は、一般に、Q、=(θ、。、θ2n’
θ3n’ θ4n’ θ5m’ θ6n)と記載され、
本実施例の場合、6個の成分θ1゜〜θ6、をもつ。
なお、このとき教示するのは手先座標でも良い。
作業中に手先が衝突した場合等、軸ズレを生起した可能
性がある場合には、先ずロボットに基準位置Q、を再生
させる。このとき、距離センサS−5から得られた距離
データをj 、j 、l とする。
性がある場合には、先ずロボットに基準位置Q、を再生
させる。このとき、距離センサS−5から得られた距離
データをj 、j 、l とする。
ここでL;距離センサーS 、S 、S 間の距離(
第3図参照) θ ; S→S 方向と面Aとの傾き θ ; S→S方向と面Aとの傾き とすると、θ1=m”” (j 2 j t ) /
Lθ2=m−1(13−1,)/L とする。
第3図参照) θ ; S→S 方向と面Aとの傾き θ ; S→S方向と面Aとの傾き とすると、θ1=m”” (j 2 j t ) /
Lθ2=m−1(13−1,)/L とする。
したがって、距離センサS と面Aのアプローチ方向P
、の距離を!、 とすれば、1 =l 慟θ
・ 讃θ となる。
、の距離を!、 とすれば、1 =l 慟θ
・ 讃θ となる。
基準位置Q1の教示時の距離センサS1の距離データを
toとすると、軸ズレによる距離センサS、のアプロー
チ方向P、へのズレ量をΔtとすれば、 △ l =1 −1 より求まる。
toとすると、軸ズレによる距離センサS、のアプロー
チ方向P、へのズレ量をΔtとすれば、 △ l =1 −1 より求まる。
同様に基準位置Q2. Q3. Q4の再現時のズレ量
を求め、各々△l 、△l 、Δl とする。
を求め、各々△l 、△l 、Δl とする。
ここで、直方体8は、第5図に示すような関係を保持し
て配設しであるので、上記ズレ量Δl 〜△ll、はX
、Y、Z軸の何れかの方向へのズレ量となる。このズレ
量Δ1.〜△〜を各軸に関する手先の並進微少移動量Δ
X。
て配設しであるので、上記ズレ量Δl 〜△ll、はX
、Y、Z軸の何れかの方向へのズレ量となる。このズレ
量Δ1.〜△〜を各軸に関する手先の並進微少移動量Δ
X。
ΔY、ΔZと称す。
ここで、手先の並進微少移動量△X、ΔY。
Δz1微少回転量がΔδ8.Δδ7.Δδ2と、関節角
の微少移動量にΔθ8.△θ2.Δθ3゜Δθ4.△θ
6.Δθ6には次の関係がある。
の微少移動量にΔθ8.△θ2.Δθ3゜Δθ4.△θ
6.Δθ6には次の関係がある。
ここで、Jr(各成分は、ロボットの関節角θ1〜θ6
が決定すれば算出できる)は6×6のいわゆるヤコビ行
列で、この式より、手先並進微少移動量の、例えばΔX
(本実施例ではΔ1.若しくは△Jd)がわかれば、Δ
θ1〜Δθに関する方程式が1つ成立する。即ち、q。
が決定すれば算出できる)は6×6のいわゆるヤコビ行
列で、この式より、手先並進微少移動量の、例えばΔX
(本実施例ではΔ1.若しくは△Jd)がわかれば、Δ
θ1〜Δθに関する方程式が1つ成立する。即ち、q。
Q、、 Q、、 Q4の各点で1つづの方程式が成立す
るため、例えば6点の位置を教示して手先ズレ量を測定
すると、Δθ□からΔθ6に関して6元の連立方程式が
得られ、これを解けば軸ズレ量△θ、〜Δθ6が得られ
る。
るため、例えば6点の位置を教示して手先ズレ量を測定
すると、Δθ□からΔθ6に関して6元の連立方程式が
得られ、これを解けば軸ズレ量△θ、〜Δθ6が得られ
る。
一般に軸ズレは手先3軸に多いため、Δθ1=△θ =
Δθ =0とおけば、3点の位置教示のみで3元の連立
方程式を解けば良く、非常に簡単になる。
Δθ =0とおけば、3点の位置教示のみで3元の連立
方程式を解けば良く、非常に簡単になる。
以上のようにして各軸に関する軸ズレを算出した後、各
軸ズレ量に基づき軸ズレ補正を行なう。
軸ズレ量に基づき軸ズレ補正を行なう。
上記軸ズレ補正方式をフローチャートで表わすと第1図
に示す通りとなる。
に示す通りとなる。
第6図は本実施例を実現する装置を示すブロック線図で
ある。同図において、11はマンマシンプロセッサ、1
2は!11a用フロセッサ、13はロボットIの動作を
記述したプログラム(JOB)を記憶するジョブメモリ
、14は操作用のオペレーティングボックス、15はC
RT及びキーボード、16はマンマシンプロセッサ11
と制御プロセッサ12が共有するRAM、17はサーボ
ドライバ18を介してロボット■の各関節を制御するイ
ンターフェイス、20はCRT及びキーボードインター
フェイス、21はパスライン、22は距離センサSよ〜
S3の距離データを取り込むための人出インターフェイ
スである。
ある。同図において、11はマンマシンプロセッサ、1
2は!11a用フロセッサ、13はロボットIの動作を
記述したプログラム(JOB)を記憶するジョブメモリ
、14は操作用のオペレーティングボックス、15はC
RT及びキーボード、16はマンマシンプロセッサ11
と制御プロセッサ12が共有するRAM、17はサーボ
ドライバ18を介してロボット■の各関節を制御するイ
ンターフェイス、20はCRT及びキーボードインター
フェイス、21はパスライン、22は距離センサSよ〜
S3の距離データを取り込むための人出インターフェイ
スである。
かかる装置において、先ず補正用のJ OR3即ち第1
図に示すアルゴリズムに対応するJOB!1ベレーシア
ンボックス14、HL < ハCRT及びキーボード1
5を介してジョブメモリ13に書き込む。このJOBは
、始めにATCにより補正用ツール7を手先に装着する
命令を含ませる。
図に示すアルゴリズムに対応するJOB!1ベレーシア
ンボックス14、HL < ハCRT及びキーボード1
5を介してジョブメモリ13に書き込む。このJOBは
、始めにATCにより補正用ツール7を手先に装着する
命令を含ませる。
次に、軸ズレ前に、・オペレージ1ンボツクス14によ
る手動操作により直方体8の面A。
る手動操作により直方体8の面A。
B、Cに距離センサS1〜S3をこれら距離センサS1
〜S3の出力が同一となるよう相対向させて基準位置Q
、、 Q2. Q3を教示し、この基準位置Q1〜Q3
をジョブメモリ13に記憶させる。また、基準位置Q、
、 Q2. Q3における距離センサS工〜S3の出力
をCRT及びキーボード15を介して入力しRAM16
に記憶させる。
〜S3の出力が同一となるよう相対向させて基準位置Q
、、 Q2. Q3を教示し、この基準位置Q1〜Q3
をジョブメモリ13に記憶させる。また、基準位置Q、
、 Q2. Q3における距離センサS工〜S3の出力
をCRT及びキーボード15を介して入力しRAM16
に記憶させる。
一方、制御プロセッサ12内に、距離センサS−8の距
離データから手先並進微少移動量を算出する計算式と軸
ズレ量を連立方程式から算出する計算式とを組み込んで
おき、JOB内でCALLできるような構成としておく
。
離データから手先並進微少移動量を算出する計算式と軸
ズレ量を連立方程式から算出する計算式とを組み込んで
おき、JOB内でCALLできるような構成としておく
。
かかる状態で、ロボット衝突後に、オペレーティングボ
ックス14から、軸ズレ補正用JOBを起動すると、第
1図に示す手順で自動的に軸ズレが補正される。
ックス14から、軸ズレ補正用JOBを起動すると、第
1図に示す手順で自動的に軸ズレが補正される。
Hl 発明の効果
以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば、軸ズレ発生後、基準位置を実現させるだけで、
直方体の1つの面と3個の距離センサとの間の距離の関
係により四ボット座標系におけるX、Y、Zの各軸方向
の位置のズレ量を検出し、乙のズレ量に基づき軸ズレ量
を演算するようにしたので、軸ズレ補正作業が極めて容
易になるばかりでなく、一定の精度で軸ズレ量を検出す
ることができ、軸ズレ補正の精度もばらつきがない高精
度なものとなる。
よれば、軸ズレ発生後、基準位置を実現させるだけで、
直方体の1つの面と3個の距離センサとの間の距離の関
係により四ボット座標系におけるX、Y、Zの各軸方向
の位置のズレ量を検出し、乙のズレ量に基づき軸ズレ量
を演算するようにしたので、軸ズレ補正作業が極めて容
易になるばかりでなく、一定の精度で軸ズレ量を検出す
ることができ、軸ズレ補正の精度もばらつきがない高精
度なものとなる。
第1図は本発明に実施例を示すフローチャート、第2図
は前記実施例を適用するロボットを示す説明図、第3図
は前記実施例で使用する補正ツールを示す説明図、第4
図は、第2図に示すロボットの基準位置の教示時の態様
を示す説明図、第5図は前記実施例に用いる直方体とロ
ボット座標軸との関係を示す説明図、第6図は本発明の
実施例を実現する装置を示すブロック線図である。 図面中、 18〜6aは1〜6軸リンク、 1b〜6bは1〜6軸駆動部、 7は補正用ツール、 8は直方体、 si、 s2. s3は距離センサである。 第 図 第 図
は前記実施例を適用するロボットを示す説明図、第3図
は前記実施例で使用する補正ツールを示す説明図、第4
図は、第2図に示すロボットの基準位置の教示時の態様
を示す説明図、第5図は前記実施例に用いる直方体とロ
ボット座標軸との関係を示す説明図、第6図は本発明の
実施例を実現する装置を示すブロック線図である。 図面中、 18〜6aは1〜6軸リンク、 1b〜6bは1〜6軸駆動部、 7は補正用ツール、 8は直方体、 si、 s2. s3は距離センサである。 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数のリンクを複数の関節で連結してなる腕を有するロ
ボットの軸ズレ補正方式において、相互の間の距離を所
定値に確保して配設された3個の距離センサを有する補
正ツールを、ロボットの手先部に取付けてロボット座標
系のX、Y、Z軸に沿う方向であるアプローチ方向に沿
い、このアプローチ方向と直角な直方体の1つの面に接
近させ、前記距離センサの測定範囲内の一点で基準位置
を教示するとともに、この教示を直方体の複数の面に関
して複数回実行して夫々の基準位置を教示する工程と、 前記補正ツールを取付けたロボットで各基準位置を再生
し、このときの各距離センサと直方体の各面との間の距
離からX、Y、Z各軸方向に関する手先部のズレ量であ
る並進微少移動量を夫々求める工程と、 各並進微少移動量に基づい各軸の軸ズレ量を演算してそ
の軸ズレを補正する工程とを有することを特徴とするロ
ボットの軸ズレ補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14548890A JPH0441188A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | ロボットの軸ズレ補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14548890A JPH0441188A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | ロボットの軸ズレ補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441188A true JPH0441188A (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15386424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14548890A Pending JPH0441188A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | ロボットの軸ズレ補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0441188A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416225B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2004-01-31 | 광주과학기술원 | 정밀 기기의 기구교정 방법 및 그 장치 |
| JP2019537105A (ja) * | 2016-10-03 | 2019-12-19 | フィブ マシーニング | 関節式アーム及び工作機械を具備する装置及び対応する機械加工方法 |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP14548890A patent/JPH0441188A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416225B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2004-01-31 | 광주과학기술원 | 정밀 기기의 기구교정 방법 및 그 장치 |
| JP2019537105A (ja) * | 2016-10-03 | 2019-12-19 | フィブ マシーニング | 関節式アーム及び工作機械を具備する装置及び対応する機械加工方法 |
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