JPH0890465A - Robot pose performance automatic measurement system - Google Patents
Robot pose performance automatic measurement systemInfo
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- JPH0890465A JPH0890465A JP25423394A JP25423394A JPH0890465A JP H0890465 A JPH0890465 A JP H0890465A JP 25423394 A JP25423394 A JP 25423394A JP 25423394 A JP25423394 A JP 25423394A JP H0890465 A JPH0890465 A JP H0890465A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットのポ−ズ性能を容易且つ正確に測定
することを可能ならしめる自動測定システムを提供する
ことを目的とする。
【構成】 互いに垂直な3表面を持ち、ロボット3に接
続されるタ−ゲット1と、非接触式センサ−5を有する
互いに垂直な3表面を持つマルチセンサ−測定ヘッド4
と、センサ−5とコンピュ−タシステム12との間に位
置してこれら両者間の信号の授受を媒介すると共に、ロ
ボットコントロ−ラ30とコンピュ−タシステム12と
の間に位置してこれら両者間の信号の授受を媒介するイ
ンタ−フェ−ス制御ユニット6と、少なくとも立方体定
位測定原理に基づくポ−ズ計算のためのソフトウェア2
0を有するコンピュ−タシステム12とから成る。
(57) [Abstract] [Purpose] It is an object of the present invention to provide an automatic measurement system that enables easy and accurate measurement of the pose performance of a robot. [Structure] A target 1 having three surfaces perpendicular to each other and connected to a robot 3, and a multi-sensor-measuring head 4 having three surfaces perpendicular to each other having a non-contact sensor-5.
And between the sensor 5 and the computer system 12 to mediate exchange of signals between them, and between the robot controller 30 and the computer system 12 between them. Interface control unit 6 for transmitting and receiving signals, and software 2 for pose calculation based on at least the cubic localization measurement principle.
And a computer system 12 having zero.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ISO9283規格に
基づき、産業用ロボットのポ−ズ性能を自動的に測定す
るシステムに関するものである。ここにおいてロボット
のポ−ズとは、ロボットのア−ムの空間における位置と
方向のことをいい、6要素を含むベクトル量p=(x,
y,z,a,b,c)で表すことができる。その内
(x,y,z)は位置を表し、(a,b,c)は方向を
表す。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for automatically measuring the pose performance of an industrial robot based on the ISO9283 standard. Here, the pose of the robot means the position and direction in the space of the arm of the robot, and the vector quantity p = (x,
It can be represented by y, z, a, b, c). Among them, (x, y, z) represents a position, and (a, b, c) represents a direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】ロボットの性能には色々なものがある。
ユ−ザが関心を持っているのは、構造形状、作業空間、
自由度、制限負荷、位置またはポーズ性能、並びに、価
格である。ロボットを利用する基本条件の1つは、ロボ
ットの手首が特定の作業環境の下で満足できるポ−ズの
リピ−ト性を有することである。2. Description of the Related Art There are various types of robot performance.
Users are interested in structural shapes, workspaces,
Freedom, limited load, position or pose performance, and price. One of the basic conditions for using a robot is that the wrist of the robot has a satisfactory pose repeatability under a specific work environment.
【0003】ユ−ザがロボットにオフライン・プログラ
ミング方式で作動することを希望するのなら、ポーズの
精度に要求を出すはずであるし、ロボットに指定された
軌跡に沿って正確に動くことを希望するなら、ロボット
の経路特性に要求を出すはずである。ロボットの製造過
程における品質管理、ロボット製品の性能検査、ロボッ
トの誤差修正、問題診断、生産過程におけるロボット化
方法、及び、精密装備方法に関する研究等においては、
ロボットのポ−ズ性能の測定は必要かつ重要なことであ
る。If the user wants the robot to operate in an off-line programming scheme, then he must place a demand on the accuracy of the pose, and he wants the robot to move exactly along the specified trajectory. If so, it should make a request for the path characteristics of the robot. In quality control in robot manufacturing process, performance inspection of robot products, robot error correction, problem diagnosis, robotization method in production process, research on precision equipment method, etc.
Measuring the pose performance of a robot is necessary and important.
【0004】しかし、ロボットのポ−ズ性能に対する正
確な記述と測量は簡単なことではない。それは以下の原
因によるものである。 1)一般的にいうと、産業用ロボットはある種の直列性
をもつ多関節構造を有する。各関節の位置は閉ル−プで
制御でき、高い定位精度が得られるが、手首の姿勢は随
時ロボットの制御部にフィ−ドバックすることができな
い。各関節の微少な位置誤差がア−ムの長さで拡大さ
れ、これらの誤差はまた、ロボットのア−ムを伸ばす状
態によって足し合ったり打ち消し合ったりする。言い替
えれば、ロボットはその構造と制御特徴如何により、作
業空間の違う位置において手首のポ−ズ精度が異なり、
その差が非常に大きい場合すらある。However, accurate description and survey of the pose performance of a robot is not easy. It is due to the following causes. 1) Generally speaking, industrial robots have an articulated structure with some sort of seriality. Although the position of each joint can be controlled by the closed loop and high localization accuracy can be obtained, the posture of the wrist cannot be fed back to the control unit of the robot at any time. The minute position errors of each joint are magnified by the length of the arm, and these errors also add or cancel depending on the state in which the arm of the robot is extended. In other words, the robot poses differently at different positions in the work space depending on its structure and control characteristics.
There are even cases where the difference is very large.
【0005】2)ロボットが実際の作業中に実現できる
ポ−ズ性能は、使用条件、例えば、負荷加重、運動速度
と方向、取付ベ−スの安定性などの影響を受ける。 3)信頼性が高く、かつ、全面的な評価を行うために
は、大量のデ−タ測定を行う必要がある。各回の測定は
ロボットの運動制御に協調しなければならない。2) The pose performance that can be realized by the robot during the actual work is affected by usage conditions such as load load, motion speed and direction, and stability of mounting base. 3) It is necessary to measure a large amount of data in order to perform high reliability and full evaluation. Each measurement must be coordinated with robot motion control.
【0006】接触式マイクロメ−タを用いてロボットの
位置リピ−ト性を測量する方法は、工場でよく利用され
る簡易な方法であるが、この方法の短所を以下に示す。 1)位置のリピ−ト性は測定できるが、方向のリピ−ト
性が測定できない。 2)測定の効率が悪い。1回につき1つの位置要素しか
測定できない。 3)動的特性の測定ができない。 4)自動測定に向かない。The method of measuring the position repeatability of a robot using a contact type micrometer is a simple method often used in factories, but the disadvantages of this method are shown below. 1) The position repeatability can be measured, but the direction repeatability cannot be measured. 2) Measurement efficiency is poor. Only one position element can be measured at a time. 3) Dynamic characteristics cannot be measured. 4) Not suitable for automatic measurement.
【0007】汎用光学測定計器、例えばセオドライト、
レ−ザ干渉型距離測定器またはマルチ・カメラ・システ
ムなどを用いても、ロボットのポ−ズ性能の測定要求を
満足いくほど満たすことができない。その主な原因を以
下に示す。 1)通常位置デ−タは測定できるが、方向デ−タの測定
は難しい。 2)ロボットの制御部との間の通信及び協調作動がうま
くできない。従って、自動測定が実現しにくい。 3)温度、湿度、ほこり及び現場空間などの環境要素に
よって使用制限を受ける。General-purpose optical measuring instruments such as theodolite,
Even if a laser interferometer-type distance measuring device or a multi-camera system is used, it is not possible to satisfy the measurement requirement of the pose performance of the robot. The main causes are shown below. 1) Normal position data can be measured, but direction data is difficult to measure. 2) Communication and cooperative operation with the robot controller cannot be performed well. Therefore, it is difficult to realize automatic measurement. 3) Use is restricted by environmental factors such as temperature, humidity, dust and site space.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
測定計器の欠点を克服し、ロボットのポ−ズ性能を容易
且つ正確に測定することを可能ならしめる自動測定シス
テムを提供することを課題とするものである。より詳細
には、本発明は非接触式立方体位置測定原理に基づき、
位置と方向のデ−タを同時に得ることができ、また、完
成された測定制御とデ−タ処理機能を備え、被測定ロボ
ットと簡単に接続でき、ISO9283に規定された各
種のポ−ズ性能を自動的に測定でき、優れたノイズ防止
機能を持ち、作業環境において安定した動作ができ、し
かも、必要な測定レポ−トを作成できる産業用ロボット
のポ−ズ性能自動測定システムを提供することを課題と
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic measuring system which overcomes the drawbacks of the conventional measuring instruments described above and makes it possible to measure the pose performance of a robot easily and accurately. This is an issue. More specifically, the present invention is based on the non-contact cubic position measuring principle,
It is possible to obtain position and direction data at the same time, complete measurement control and data processing functions, easily connect to the robot under measurement, and various pose performance specified in ISO9283. To provide an automatic pose performance measurement system for industrial robots, which can automatically measure, have an excellent noise prevention function, can perform stable operation in the work environment, and can create the required measurement report. Is an issue.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに垂直な
3表面を持ち、ロボットの被測定部にメカニカル・イン
タ−フェ−スを介して接続されるタ−ゲットと、非接触
式センサ−を有する互いに垂直な3表面を持ち、前記ロ
ボットの作業空間内の測定位置に固定されるマルチセン
サ−測定ヘッドと、前記センサ−とコンピュ−タシステ
ムとの間に位置してこれら両者間の信号の授受を媒介す
ると共に、ロボットコントロ−ラと前記コンピュ−タシ
ステムとの間に位置してこれら両者間の信号の授受を媒
介するインタ−フェ−ス制御ユニットと、少なくとも立
方体定位測定原理に基づくポ−ズ計算のためのソフトウ
ェアを有する前記コンピュ−タシステムとから成るロボ
ットのポ−ズ性能自動測定システム、を以て上記課題を
解決した。上記と逆に、タ−ゲットの方をロボットの作
業空間内の測定位置に固定し、マルチセンサ−測定ヘッ
ドをロボットに取付けることとしてもよい。According to the present invention, a target having three surfaces perpendicular to each other and connected to a measured portion of a robot via a mechanical interface, and a non-contact type sensor are provided. A multi-sensor measuring head having three surfaces perpendicular to each other and fixed at a measuring position in the working space of the robot, and a signal located between the sensor and the computer system. An interface control unit that mediates the transfer and the transfer of signals between the robot controller and the computer system, and a port based on at least the cubic localization measurement principle. The above problem is solved by a robot pose performance automatic measuring system comprising the computer system having software for calculating the size. On the contrary to the above, the target may be fixed to the measuring position in the working space of the robot and the multi-sensor measuring head may be attached to the robot.
【0010】[0010]
【作 用】互いに垂直な3表面を持つタ−ゲットに、非
接触式センサ−を有する互いに垂直な3表面を持つマル
チセンサ−測定ヘッドを対向させ、タ−ゲットの相対的
な動きを立方体定位測定原理に基づいてポ−ズ計算し、
位置と方向のデ−タを同時に測定する。[Operation] A multi-sensor having three non-contacting surfaces having a non-contact type sensor-a measuring head is opposed to a target having three surfaces which are perpendicular to each other, and the relative movement of the targets is cubically oriented. Poses are calculated based on the measurement principle,
Position and direction data are measured simultaneously.
【0011】[0011]
【実施例】本発明の好ましい実施例を、添付図面に依拠
して説明する。本発明に係る産業用ロボットのポ−ズ性
能自動測定システムは、少なくとも有機的に関連する次
の4つの部分から成る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The industrial robot pose performance automatic measurement system according to the present invention comprises at least the following four organically related parts.
【0012】1)互いに垂直である3つの表平面を持つ
タ−ゲット1 タ−ゲット1は普通立方体であるが、直方体、その他、
互いに垂直な3平面を有する立体であれば足りる。タ−
ゲット1は、メカニカル・インタ−フェ−ス2を介して
被測定ロボット3のア−ム(または操作器インタ−フェ
−ス)に接続される。1) Target 1 having three front planes which are perpendicular to each other. Target 1 is an ordinary cube, but a rectangular parallelepiped and others.
A solid having three planes perpendicular to each other is sufficient. Target
The get 1 is connected to the arm (or operating device interface) of the robot 3 to be measured through a mechanical interface 2.
【0013】2)互いに垂直である3つの表面を持つマ
ルチセンサ−測定ヘッド4 測定ヘッド4は、上記3つの表面に配置された少なくと
も6つの非接触式センサ−5を有しており、機械的に支
持されることによって、ロボット3の作業空間の任意位
置に固定することができるようにされる。ロボット3に
取り付けてあるタ−ゲット1が測定ヘッド4に近づく
と、各センサ−5はタ−ゲット1表面に対する距離デ−
タを送出する。これらのデ−タとポ−ズ計算アルゴリズ
ムを用いて、タ−ゲット1の測定ヘッド4に対する変位
と回転角が計算される。この変位と回転角を用いて、被
測定ロボット3のポ−ズ性能が評価される。2) Multi-sensor-measuring head 4 with three surfaces perpendicular to each other The measuring head 4 has at least six non-contact sensors-5 arranged on said three surfaces and is mechanically The robot 3 can be fixed at any position in the work space of the robot 3. When the target 1 attached to the robot 3 approaches the measuring head 4, each sensor 5 measures the distance to the surface of the target 1.
Data is sent. The displacement and rotation angle of the target 1 with respect to the measuring head 4 are calculated using these data and the pose calculation algorithm. Using this displacement and the rotation angle, the pose performance of the measured robot 3 is evaluated.
【0014】3)電子インタ−フェ−ス制御ユニット6
(EICU) EICU6は電子部品を通してセンサ−5に必要な電源
と信号を提供し、センサ−5から出力される信号をアナ
ログフィルタ−7でフィルタリングし、A/D変換器8
を通してデジタル信号に変換してからコンピュ−タ12
に送信する。また、EICU6は、デジタル入力/出力
(DI/O)インタ−フェ−ス9を通してコンピュ−タ
12と被測定ロボット3からの制御信号を受信し、ロジ
ック制御回路10を通して測定システムとロボット間の
通信、及び、その他の補助制御と電圧レベル整合、電気
絶縁などの機能を実現する。3) Electronic interface control unit 6
(EICU) The EICU 6 provides a power supply and a signal necessary for the sensor 5 through electronic parts, filters a signal output from the sensor 5 with an analog filter-7, and A / D converter 8
After converting to a digital signal through the computer 12
Send to. The EICU 6 also receives control signals from the computer 12 and the robot under test 3 through the digital input / output (DI / O) interface 9, and communicates between the measurement system and the robot through the logic control circuit 10. , And other functions such as auxiliary control, voltage level matching, and electrical insulation are realized.
【0015】4)コンピュ−タシステム一式 コンピュ−タシステム12は少なくともCPU、メモ
リ、シリアル及びパラレルインタ−フェ−ス15、ハ−
ドディスクとドライバ16、フロッピディスクドライバ
17、ディスプレイ18、キ−ボ−ド19、OSシステ
ムウインドウズ及び専用のソフトウェアパッケ−ジ20
を含む。ソフトウェアを利用することによって、測定管
理と制御、デ−タ収集と処理、及び、測定結果レポ−ト
の自動作成などの機能が実現できる。EICU6は独立
したキャビネット内に収納してもよいし、部分的または
全部をコンピュ−タのキャビネット内に収納してもよ
い。4) Complete computer system The computer system 12 includes at least a CPU, a memory, a serial and parallel interface 15, and a hardware.
Disk and driver 16, floppy disk driver 17, display 18, keyboard 19, OS system windows and dedicated software package 20.
including. By using software, functions such as measurement management and control, data collection and processing, and automatic generation of measurement result report can be realized. The EICU 6 may be housed in a separate cabinet, or part or all may be housed in a computer cabinet.
【0016】上述した例ではタ−ゲット1が被測定ロボ
ット3に固定され、その動きをロボットの作業空間内の
測定位置に固定されたマルチセンサ−測定ヘッド4で監
視するが、これと逆に、タ−ゲット1の方をロボットの
作業空間内の測定位置に固定しておき、測定ヘッド4を
ロボット3に接続することとしてもよい。この場合もタ
−ゲット1の相対的動きを監視することにより、上述の
例と同じ測定結果が得られる。In the above-mentioned example, the target 1 is fixed to the robot 3 to be measured, and its movement is monitored by the multi-sensor-measuring head 4 fixed at the measuring position in the working space of the robot. Alternatively, the target 1 may be fixed to a measurement position in the work space of the robot, and the measurement head 4 may be connected to the robot 3. Also in this case, by monitoring the relative movement of the target 1, the same measurement result as in the above example can be obtained.
【0017】本発明の特徴は、非接触式立方体定位測定
原理を採用することにより、位置と方向のデ−タを同時
に計ることができるところにある。測定時に、測定ヘッ
ド4とタ−ゲット1との間に機械的接触がないので、接
触式測定における接触力による測定結果への干渉を避け
ることができる。非接触式センサ−5には機械的な運動
要素がないため、摩擦損傷が起こらない。従って、シス
テムの信頼性を向上させることができる。The feature of the present invention is that the position and direction data can be measured at the same time by adopting the non-contact type cubic localization measurement principle. Since there is no mechanical contact between the measurement head 4 and the target 1 during measurement, it is possible to avoid interference with the measurement result due to the contact force in the contact type measurement. Since the non-contact sensor-5 has no mechanical moving element, frictional damage does not occur. Therefore, the reliability of the system can be improved.
【0018】本発明のもう一つの重要な側面は、一体化
された測定方法という点である。一つのプラットフォ−
ムと一台の高精度の変位測定計器(例えば、レ−ザ干渉
型距離測定器)を用いて、タ−ゲット1、測定ヘッド
4、アナログフィルタ−7、A/D変換器8から成る測
定チェンに対してキャリブレ−ションを行なう。一度キ
ャリブレ−ションが済めば、全ての測定チェン(測定チ
ェン数=センサ−数)を含めたキャリブレ−ション・デ
−タ表が得られる。それをデ−タ・ファイルとしてコン
ピュ−タに格納する。Another important aspect of the present invention is that it is an integrated measurement method. One platform
And a high-accuracy displacement measuring instrument (for example, laser interferometer type distance measuring instrument) are used to measure the target 1, the measuring head 4, the analog filter 7, and the A / D converter 8. Calibrate the chain. Once the calibration is completed, a calibration data table including all measurement chains (number of measurement chains = number of sensors) can be obtained. It is stored in the computer as a data file.
【0019】その後の測定プロセスでは、センサ−5か
らのデ−タとキャリブレ−ション・デ−タ表との補間計
算により、各センサ−とタ−ゲットの間の距離を求め
る。そして、ポ−ズ計算方法によりポ−ズ特性を求め
る。一体化されたキャリブレ−ションでは、センサ−か
ら成る擬似三面体(測定ヘッド座標系)が作られる。ま
た、測定チェンの中で発生したシステム誤差を最小限に
抑えるように、システムの精度を上げる。In the subsequent measurement process, the distance between each sensor and the target is obtained by interpolation calculation of the data from the sensor 5 and the calibration data table. Then, the pose characteristic is obtained by the pose calculation method. In the integrated calibration, a pseudo trihedron (measuring head coordinate system) consisting of sensors is created. It also increases the accuracy of the system so as to minimize system errors that occur in the measuring chain.
【0020】ポ−ズ性能計測の自動化を実現するため
に、計測システムとロボット・コントロ−ラ30の間の
同期を保証しなければならない。本発明は、簡単かつ有
効な同期方法と実現手段を与える。即ち、MS(システ
ム測定状態)とRS(ロボット運動状態)の二つのシグ
ナルを設ける。MS=1は、計測システムがデ−タを収
集中で、ロボット作動禁止状態を表わす。MS=0は、
デ−タ収集完了で、ロボット作動可能状態を表わす。ま
た、RS=1は、ロボット作動中で、計測不可の状態を
表わす。RS=0は、ロボットア−ムが指定位置に到達
し(または測定範囲に入り)、計測可能な状態となった
ことを表わす。計測システムとロボット・コントロ−ラ
30は、この二つのシグナルによって各自の制御の流れ
をコントロ−ルする。これによって、計測システムとロ
ボット・コントロ−ラ30の同期を実現する。In order to realize the automation of the pose performance measurement, it is necessary to guarantee the synchronization between the measuring system and the robot controller 30. The present invention provides a simple and effective synchronization method and implementation means. That is, two signals of MS (system measurement state) and RS (robot motion state) are provided. MS = 1 indicates that the measurement system is collecting data and the robot operation is prohibited. MS = 0 is
When data collection is completed, the robot is ready to operate. Further, RS = 1 represents a state in which the robot is operating and measurement is impossible. RS = 0 indicates that the robot arm has reached the specified position (or entered the measurement range) and is ready for measurement. The measuring system and the robot controller 30 control their own control flow by these two signals. This realizes the synchronization between the measuring system and the robot controller 30.
【0021】本発明では、MSとRSのケ−ブル32に
より、ロボット・コントロ−ラ30のデジタルI/Oイ
ンタフェ−ス31と計測システムのEICU6とが接続
される。EICU6には電気的なシ−ルドが施され、計
測システムが異なったデジタルI/O電気特性を持つ各
種のロボットに容易に連結できるように、電圧レベル整
合機能が付けられる。In the present invention, the MS / RS cable 32 connects the digital I / O interface 31 of the robot controller 30 and the EICU 6 of the measurement system. The EICU 6 is electrically shielded and has a voltage level matching function so that the measurement system can be easily connected to various robots having different digital I / O electric characteristics.
【0022】計測システムが作業環境で信頼性を保つた
めに、本発明ではアナログとディジタルの二階層フィル
タ−技術を用いている。即ち、センサ−5の出力をまず
アナログ・フィルタ−7を通してからデジタル信号に変
換し、次いでディジタル・フィルタ−21で処理を行な
うという二階層のフィルタ−処理によって、計測システ
ムのノイズ対抗性能の向上を図っている。In order for the measurement system to remain reliable in the work environment, the present invention uses analog and digital two-layer filter techniques. In other words, the output of the sensor-5 is first passed through the analog filter-7, converted into a digital signal, and then processed by the digital filter-21 to improve the noise resistance of the measurement system. I am trying.
【0023】本発明の顕著な特徴は、計測システムが高
度な自動化を有する点にある。計測パラメ−タの初期設
定と測定ヘッド初期位置の調整の他に、計測、処理及び
結果の報告がすべて自動化されている。本発明は以下の
ポ−ズ性能を計測するのに用いられる。A salient feature of the present invention is that the metrology system has a high degree of automation. In addition to the initial setting of measurement parameters and adjustment of the initial position of the measuring head, measurement, processing and reporting of results are all automated. The present invention is used to measure the following pose performances.
【0024】1)ポ−ズ安定化時間とポ−ズ行過ぎ量
(PSTとPOS)または(STO) 2)ポ−ズ精度とポ−ズ繰り返し精度(APとRP) 3)多方向ポ−ズ戻り精度(VAP) 4)ポ−ズ特性のドリフト(Drift)または(DP
C)1) Pose stabilization time and pose overshoot amount (PST and POS) or (STO) 2) Pose accuracy and pose repeatability (AP and RP) 3) Multidirectional poise Return accuracy (VAP) 4) Poise characteristic drift (Drift) or (DP)
C)
【0025】計測プロセスの自動化が可能となったの
は、計測要求に従うシステムの設計とコンピュ−タ制御
技術の利用のためである。コンピュ−タ制御システムの
中心部分は、合理的に設計されたソフトウェアパッケー
ジ20である。本発明では、計測システムのソフトウェ
アは少なくとも以下の機能を持たなければならない。 1)計測の管理と制御 2)デ−タ収集と処理 3)計測結果報告の作成The automation of the measurement process has become possible due to the design of the system according to the measurement requirements and the use of computer control technology. At the heart of the computer control system is a rationally designed software package 20. In the present invention, the measurement system software must have at least the following functions. 1) Management and control of measurement 2) Collection and processing of data 3) Creation of measurement result report
【0026】ロボットのポ−ズの全面的な評価を得るた
めに、関連する計測項目は多数の計測点に対して測定を
行なわなければならない。ISO9283規格は5つの
可能な計測点を規定している。本発明は一つの計測プロ
セス状態表を用いて、計測プロセスとデ−タ・ファイル
の管理をすることにより、オペレ−ション上の測定忘
れ、重複、及び、位置ずれなどの起こり易い間違いを避
けることができる。In order to obtain a complete evaluation of the pose of the robot, the relevant measurement item must be measured at a large number of measurement points. The ISO9283 standard defines five possible measurement points. The present invention uses one measurement process status table to manage the measurement process and data file, thereby avoiding erroneous mistakes such as forgetting measurement, duplication, and misalignment in operation. You can
【0027】一つの計測項目がある計測点で終了した
(計測とデ−タ格納が全部終了した)とき、終了日付を
計測プロセス状態表に記録し、画面に表示できるように
する(図3参照)。重複計測が発生したとき、コンピュ
−タは自動的にそれを検出してユ−ザに知らせる。位置
ずれ設定(例えば、計測点P3の上でVAP計測を行な
う)が発生したときには、コンピュ−タはユ−ザにこれ
が間違った計測設定であることを知らせる。本発明で
は、図3に示すすべての計測の組み合わせの計測デ−タ
を一つのデ−タ・ファイルに格納するので、デ−タの検
索と処理は簡便である。When one measurement item ends at a certain measurement point (measurement and data storage are all completed), the end date is recorded in the measurement process state table so that it can be displayed on the screen (see FIG. 3). ). When a duplicate measurement occurs, the computer automatically detects it and informs the user. When a misalignment setting occurs (for example, VAP measurement is performed on the measurement point P3), the computer informs the user that this is an incorrect measurement setting. In the present invention, since the measurement data of all the combinations of measurement shown in FIG. 3 are stored in one data file, the data retrieval and processing are simple.
【0028】本発明はユ−ザ−フレンドリなグラフィク
・インタフェ−スを提供する。ユ−ザは提示された内容
によって容易に計測項目、計測点、及び、各種の計測パ
ラメ−タ等の計測条件を設定することができる。一方、
コンピュ−タ制御システムはユ−ザが設定した計測パラ
メ−タ及びロボット作動状態のシグナルRSに従って、
計測プロセスをコントロ−ルする。同時に、計測プロセ
スにおいてコンピュ−タ・システムは、センサ−に電源
を提供している精密電源アダプタの出力をリアルタイム
に監視する。その出力の変化が正常範囲を超えた場合、
コンピュ−タは即時測定を中止して警報を発する。The present invention provides a user-friendly graphics interface. The user can easily set measurement conditions such as measurement items, measurement points, and various measurement parameters according to the presented contents. on the other hand,
The computer control system operates according to the measurement parameters set by the user and the signal RS of the robot operating state.
Control the measurement process. At the same time, in the measurement process, the computer system monitors in real time the output of the precision power adapter providing power to the sensor. If the change in the output exceeds the normal range,
The computer stops the immediate measurement and gives an alarm.
【0029】本発明におけるデ−タ収集と処理の流れを
図2に示す。センサ−の出力信号は、先ずアナログ・フ
ィルタ−7を用いて高周波数をカットしてからA/D変
換器8でディジタル信号に変換する。更に、ディジタル
・フィルタ−21を用いて、変換されたディジタル信号
を処理することによって、外部の突発的ノイズによる大
きな誤差の発生を避ける。そして、測定チェンのキャリ
ブレ−ション・デ−タ表を用い、センサ−の非線形誤差
と測定チェン中の他のシステム誤差を補正し、各センサ
−からタ−ゲット表面までの距離デ−タを計算する。こ
れらの距離デ−タとポ−ズ計算アルゴリズムにより、測
定ヘッド4に対するタ−ゲット1のポ−ズ及び変化を知
ることができる。The flow of data collection and processing in the present invention is shown in FIG. The output signal of the sensor is first converted into a digital signal by the A / D converter 8 after the high frequency is cut by using the analog filter-7. Further, by processing the converted digital signal using the digital filter-21, generation of a large error due to external noise is avoided. Then, using the calibration data table of the measurement chain, the non-linear error of the sensor and other system errors in the measurement chain are corrected, and the distance data from each sensor to the target surface is calculated. To do. By the distance data and the pose calculation algorithm, the pose and change of the target 1 with respect to the measuring head 4 can be known.
【0030】本発明のもう一つの特徴は、多種の計測結
果の表現形式を提供して、計測結果に対する更なる分析
と開発を行ない易くすることにある。本発明では、以下
の三種の異なった計測結果の形式を提供する(ディスプ
レイ18での表示またはプリンタ33による出力)。Another feature of the present invention is that it provides a variety of measurement result representation formats to facilitate further analysis and development of the measurement results. The present invention provides the following three different measurement result formats (display on the display 18 or output by the printer 33).
【0031】1)ゼネラル・レポート ゼネラル・レポ−トのフォ−マットの初期画面では、被
測定ロボット、計測環境、計測用計器、デ−タ・ファイ
ルなどに関する情報と計測プロセス状態表が示される
(図4)。その他のフォ−マットにおいては、ポ−ズ安
定化時間と行過ぎ量、ポ−ズ精度と繰り返し精度、多方
向ポ−ズ戻り精度、及び、ポ−ズ特性のドリフトの計測
結果と条件等が示される。このゼネラル・レポ−トは計
測システムによって自動的に作成される。その他に、本
発明におけるソフトウェアは、ゼネラル・レポ−トのメ
ニュ−中で編集機能も提供する。ユ−ザは、それを用い
てフリ−・フォ−マットでゼネラル・レポ−トにコメン
トを入れることができる。1) General Report On the initial screen of the format of the general report, information about the robot to be measured, the measurement environment, the measuring instrument, the data file and the like and the measurement process status table are shown ( (Fig. 4). In other formats, the stability time and overshoot amount, pose accuracy and repeatability, multidirectional pose return accuracy, and measurement results and conditions of drift of pose characteristics are included. Shown. This general report is automatically created by the metrology system. In addition, the software of the present invention also provides an editing function in the general report menu. The user can use it to comment in the general report in a free format.
【0032】2)図形レポ−ト 本発明のソフトウェアの図形処理機能によって、ユ−ザ
は計測結果中の任意のポ−ズ成分の図形表示を極めて容
易に出力することができる。図5はポ−ズ安定化時間と
行過ぎ量の一次元図形出力例である。図6と図7は、そ
れぞれAPとRPの一次元と二次元の図形出力例であ
る。図8はVAPの二次元の図形出力例である。図9は
ポ−ズ繰り返し精度の一次元の誤差分布図出力例であ
る。図10はポ−ズ特性のドリフトの一次元の図形出力
例である。これらの図形はロボットの誤差分析と問題診
断に非常に役に立つものである。2) Graphic Report The graphic processing function of the software of the present invention enables the user to very easily output a graphic display of an arbitrary pose component in the measurement result. FIG. 5 shows an example of one-dimensional graphic output of the pose stabilization time and the overshoot amount. 6 and 7 are examples of one-dimensional and two-dimensional graphic output of AP and RP, respectively. FIG. 8 shows an example of a VAP two-dimensional graphic output. FIG. 9 is an output example of the one-dimensional error distribution diagram of the pose repeatability. FIG. 10 is an example of one-dimensional graphic output of drift of pose characteristics. These figures are very useful for error analysis and problem diagnosis of robots.
【0033】3)各センサ−とタ−ゲットの間の距離デ
−タ表 これらのデ−タを用いて処理結果の正確性を検証するこ
とができる。また、これらのデ−タは、今後開発される
新しいデ−タ処理にも利用することができる。3) Distance data table between each sensor and target The accuracy of the processing result can be verified using these data. Also, these data can be used for new data processing which will be developed in the future.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明は上述した通りであるから、非接
触式立方体位置測定原理に基づくポ−ズ計算アルゴリズ
ムにより、位置と方向のデ−タを同時に得ることがで
き、また、完成された測定制御とデ−タ処理機能を備
え、被測定ロボットと簡単に接続でき、ISO9283
に規定された各種のポ−ズ性能を自動的に測定でき、優
れたノイズ防止機能を持ち、作業環境において安定した
動作ができ、しかも、必要な測定レポ−トを作成できる
産業用ロボットのポ−ズ性能自動測定システムを提供し
得る効果がある。Since the present invention is as described above, position and direction data can be obtained at the same time by the pose calculation algorithm based on the non-contact type cube position measuring principle, and it has been completed. Equipped with measurement control and data processing functions, it can be easily connected to the robot to be measured.
It is capable of automatically measuring the various pose performances specified in 1., has an excellent noise prevention function, can perform stable operation in the work environment, and can generate the necessary measurement report. -It is possible to provide an automatic performance measurement system.
【図1】 本発明の実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施例におけるデ−タ収集と処理フ
ロ−を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a data collection and processing flow in an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施例における計測プロセス状態表
の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a measurement process state table in the example of the present invention.
【図4】 本発明の実施例におけるジェネラルレポ−ト
の初期画面の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an initial screen of a general report according to the embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施例におけるポ−ズ安定化時間と
行過ぎ量の一次元図形出力例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a one-dimensional graphic output example of the pose stabilization time and the overshoot amount in the embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施例におけるポ−ズ精度とポ−ズ
繰り返し精度(APとPR)の一次元図形出力例を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of one-dimensional graphic output of pose accuracy and pose repeat accuracy (AP and PR) in the embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施例におけるAPとPRの二次元
図形出力例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of two-dimensional graphic output of AP and PR in the embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の実施例における多方向ポ−ズ戻り精
度(VAP)の二次元の図形出力例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a two-dimensional figure output with multi-directional pose return accuracy (VAP) in the embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の実施例におけるポ−ズ繰り返し精度
の一次元の誤差分布図出力例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a one-dimensional error distribution diagram output example of the pose repeatability in the embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施例におけるポ−ズ特性のドリフ
トの一次元の図形出力例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a one-dimensional graphic output of drift of the pose characteristic according to the embodiment of the present invention.
1 タ−ゲット 2 メカニカル・インタ−フェ−ス 3 被測定ロボット 4 測定ヘッド 5 非接触式センサ− 6 電子インタ−フェ−ス制御ユニット(EICU) 12 コンピュ−タシステム 20 ソフトウェアパッケ−ジ 30 ロボットコントロ−ラ 1 Target 2 Mechanical interface 3 Robot to be measured 4 Measuring head 5 Non-contact type sensor 6 Electronic interface control unit (EICU) 12 Computer system 20 Software package 30 Robot controller La
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェ− ニン シンガポ−ル 0511 サイエンス パ−ク ドライブ 73 シンテックビルディング エスジェイ(シンガポ−ル) リサ−チ アンド ディベロップメント ピ−ティ −イ− リミテッド内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yan Ning Singapore 0511 Science Park Drive 73 Sintech Building SJ (Singapore) Research and Development Pity Y Limited
Claims (3)
被測定部にメカニカル・インタ−フェ−スを介して接続
されるタ−ゲットと、 非接触式センサ−を有する互いに垂直な3表面を持ち、
前記ロボットの作業空間内の測定位置に固定されるマル
チセンサ−測定ヘッドと、 前記センサ−とコンピュ−タシステムとの間に位置して
これら両者間の信号の授受を媒介すると共に、ロボット
コントロ−ラと前記コンピュ−タシステムとの間に位置
してこれら両者間の信号の授受を媒介するインタ−フェ
−ス制御ユニットと、 少なくとも立方体定位測定原理に基づくポ−ズ計算のた
めのソフトウェアを有する前記コンピュ−タシステムと
から成るロボットのポ−ズ性能自動測定システム。1. A target having three surfaces perpendicular to each other and connected to a measured portion of a robot via a mechanical interface, and three surfaces perpendicular to each other having a non-contact sensor. Have,
The multi-sensor measuring head is fixed to a measuring position in the work space of the robot, and is positioned between the sensor and the computer system to mediate exchange of signals between the both and a robot controller. An interface control unit located between the computer system and the computer system for mediating the exchange of signals between them, and the computer having software for pose calculation based on at least the cubic localization measurement principle. -Automatic measurement system for robot pose performance consisting of a data system.
作業空間内の測定位置に固定されるタ−ゲットと、 非接触式センサ−を有する互いに垂直な3表面を持ち、
ロボットの被測定部にメカニカル・インタ−フェ−スを
介して接続されるマルチセンサ−測定ヘッドと、 前記センサ−とコンピュ−タシステムとの間に位置して
これら両者間の信号の授受を媒介すると共に、ロボット
コントロ−ラと前記コンピュ−タシステムとの間に位置
してこれら両者間の信号の授受を媒介するインタ−フェ
−ス制御ユニットと、 少なくとも立方体定位測定原理に基づくポ−ズ計算のた
めのソフトウェアを有する前記コンピュ−タシステムと
から成るロボットのポ−ズ性能自動測定システム。2. A target having three surfaces which are perpendicular to each other and fixed at a measurement position in a working space of a robot, and three surfaces which are perpendicular to each other having a non-contact type sensor,
A multi-sensor measuring head, which is connected to the measured part of the robot via a mechanical interface, is located between the sensor and the computer system to mediate exchange of signals between them. At the same time, an interface control unit located between the robot controller and the computer system for mediating the exchange of signals between them, and at least for pose calculation based on the cubic localization measurement principle. A system for automatically measuring the pose performance of a robot, which comprises the computer system having the above software.
ロセスとデ−タファイルの管理を補助的に行なうことを
特徴とする請求項1又は2記載のロボットのポ−ズ性能
自動測定システム。3. The automatic pose performance measuring system for a robot according to claim 1, wherein a table showing the measuring process is used to assist the management of the measuring process and the data file.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25423394A JPH0890465A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Robot pose performance automatic measurement system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25423394A JPH0890465A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Robot pose performance automatic measurement system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890465A true JPH0890465A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=17262120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25423394A Pending JPH0890465A (en) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Robot pose performance automatic measurement system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0890465A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525758A (en) * | 2000-03-06 | 2003-09-02 | マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ | Apparatus and method for measuring the crankpin diameter of a crankshaft in a grinding position |
| CN104154886A (en) * | 2014-07-23 | 2014-11-19 | 洛阳铭圣测控科技有限公司 | Automatic pneumatic measurement method |
| CN112536820A (en) * | 2020-11-27 | 2021-03-23 | 安徽工业大学 | Active measurement method for attitude relationship among module interfaces of reconfigurable robot |
| CN119116017A (en) * | 2024-10-11 | 2024-12-13 | 深圳信息职业技术学院 | An automated performance testing method and system for industrial robots |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP25423394A patent/JPH0890465A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525758A (en) * | 2000-03-06 | 2003-09-02 | マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ | Apparatus and method for measuring the crankpin diameter of a crankshaft in a grinding position |
| JP4860083B2 (en) * | 2000-03-06 | 2012-01-25 | マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ | Apparatus and method for measuring the crankpin diameter of a crankshaft in a grinding position |
| CN104154886A (en) * | 2014-07-23 | 2014-11-19 | 洛阳铭圣测控科技有限公司 | Automatic pneumatic measurement method |
| CN104154886B (en) * | 2014-07-23 | 2017-02-08 | 洛阳铭圣测控科技有限公司 | Automatic pneumatic measurement method |
| CN112536820A (en) * | 2020-11-27 | 2021-03-23 | 安徽工业大学 | Active measurement method for attitude relationship among module interfaces of reconfigurable robot |
| CN119116017A (en) * | 2024-10-11 | 2024-12-13 | 深圳信息职业技术学院 | An automated performance testing method and system for industrial robots |
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