JPS5997873A - ロボツトにおけるワ−クの位置ずれ補正方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ロボットにおけるワークの位置ずれ補正方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

直交座標によって制御可能な２軸間節形のアームを有す
るロボットにおいては、検査台上の所定位置に、ワーク
として例えば操作盤を運び込み、検査台に関してあらか
じめ定められた基準直交座標に基づいて、検査台上のワ
ークにおけるスイッチ、キー等の検査対象物の位置に該
当する教示座標上に、アームの先端部の検査機構が位置
するようにアームを回転させる。

このようなロボットにおいて、検査台上のワークにおけ
る検査対象物上に正確にアームの先端部を位置させるに
は、ワークが、検査台上の定められた位置に、位置ずれ
せずに正確にセットされていなければならない。

このため従来は、適当な治具を用いて検査台上の定めら
れた位置にワークをセントしていた。

しかしながら、このような治具を使用するためには、検
査台上に各ワークを運び込む毎に、治具を操作するため
の機構を備えなげればならない。

また、例えばワークとして、キャッジ、ディスベンザの
ような大形のものは、治具によって検査台上の定められ
た位置にセントすることは困難である。

一方、以上のような治具を使用せず、検査台上に運び込
まれたワークが定められた位置にない場合、即ち位置ず
れしている場合に、検査台上のワークは動かさずにアー
ムの動きの方を修正する方法が考えられる。このために
はカメラ等の視覚的認識機構と、そのデータ処理装置等
を使用して、検査台上のワークの位置を測定し、その測
定結果に基づいてロボットのアームの動きを修正すれば
よいと考えられる。しかしながらこの方法においては、
高価な視覚的認識機構を使用しなげればならず、また、
その取付位置に制約を受ける。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような事情に基づいてなされたもので、
治具、カメラ等を用いずに、アームの先端部をワークに
おける所定位置上に正確に位置させることができる、ロ
ボットにおけるワークの位置ずれ補正方法を得ることを
目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、基準直交座標のＸ軸上におけるワークの両端
位置と前記座標のＸ軸上における前記ワークの一端位置
とを、２軸間節形アームの先端部に設けたセンサからの
ワーク端検出信号と前記アームの先端位置検出手段から
の信号とに基づいて演算し、前記３つの位置演算値に基
づいて、前記ワークの基準点が前記座標上の基準位置か
らＸ軸方向およびＹ軸方向にずれた距離と前記ワークが
前記座標上で前記基準位置から回転した角度とを演算し
、前記距離の演算値と前記角度の演算値とに基づいて、
前記アームの各軸の回転角度と前記座標との関係式中に
おける教示座標の値を変更する、ロボットにおけるワー
クの位置ずれ補正方法としたことに特徴を有する。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明にかかるロボットにおける直交座標で制
御可能な２軸間節形のアームと検査台上のワークとの関
係を示す図、第２図は同ロボットの制御装置のブロック
図、第３図は同ロボットのアームの先端部を示す図であ
る。

第１図に示すように、１はロボットの検査台上に置かれ
たワーク、２はロボットのアームである。

アーム２は、第１アーム２ａと第２アーム２ｂとからな
っている。

第３図に示すように、第１アーム２ａの先端部のヘッド
３には、ワーク１に対する検査用のマニピュレータ４が
設けられ、さらにマニピュレータ４を囲むようにしてワ
ークの端を検出するための非接触式の磁気センサ５が設
けられている。ヘッド３は、検査台上のワーク１に対す
る検査が行なえるように、且つ、後述するように、ワー
ク１の端の検出が正確に行なえるように検査台上の平面
（基準直交座標面）と直交する方向に昇降する。

第１図に示すように、第１アーム２ａの基端と第２アー
ム２ｂの先端とは第１モータ６を介して連結され、第２
アーム２ｂの基端はロボット本体に第２モータ７を介し
て連結されている。第１モータ６の駆動によって第１ア
ーム２ａは回転し、第２モータ７の駆動によって第２ア
ーム２ｂは回転し、かくして、第１アーム２ａの先端部
のマニピュレータ４は、検査台の基準直交座標における
任意（教示）座標上に位置することができるようになっ
ている。

第２図に示すように、８は演算処理装置、９は第１サー
ボインタフエイス、１０は第２サーボインタフエイス、
１１は第１モータ６を駆動するための第１ドライバ、１
２は第２モータ７を駆動するための第２ドライバである
。第１モータ６は、第１サーボインタフエイス９および
第１ドライバ１１を介して、そして、第２モータ７は、
第２サーボインタフエイス１０および第２ドライバ１２
を介して、演算処理装置８によってそれぞれ駆動制御さ
れる。演算処理装置８によって、検査台の基準直交座標
を（ｘ、　ｙ）、第１アーム２ａの回転角度をθ　第２
アーム２ｂの回転角度を特徴とする特許 と、下記座標変換式（１）、（２） θ１＝ｆ　（ｘ＋　ｙ）　　・・・・・・・・・・・・
・・・（１）θ２＝ｇ（ｘ、ｙ）　　・・・・・・・・
・・・・（２）に基づいて、第１アーム２ａおよび第２
アーム２ｂを０１およびθ２だけそれぞれ回転させて、
第１アーム２ａの先端部を教示座標（ｘ、　ｙ）上に位
置させる。従って、検査台上の定められた位置にワーク
１が正しく置かれているときは、ワ−り１上における検
査対象物の位置上に、教示座標を対応させることによっ
て、第１アーム２ａの先端部のマニピュレータ４を、ワ
−り１の検査対象物上に正確に位置させることができる
。

第２図に示すように、演算処理装置８には、第３サーボ
インタフエイス１３を介して、磁気センサ５からの出力
信号が入力される。２つのモータ６および７には、第１
エンコーダ１４および第２エンコーダ１５がそれぞれ取
付けられている。第１エンコーダ１４によって、第１ア
ーム２ａの回転角度と方向とが検出され、第２エンコー
ダ１５によって、第２デーム２ｂの回転角度と方向とが
検出される。第１エンコーダ１４からの出力信号は、第
１アンプダウンカウンタ１６に入力され、そして、そこ
で基準直交座標における基準値に対する偏差（パルス数
）がカウントされる。同様に、第２エンコーダ１５から
の出力信号は、第２アツプダウンカウンタ１７に入力さ
れ、そしてそこで基準直交座標における基準値に対する
偏差（パルス数）がカウントされる。

２つのカウンタ１６および１７からの出力信号は、第１
、第２サーボインタフエイス９および１０を介して演算
処理装置８に入力され、これら信号に基づいて、基準直
交座標上における、第１アーム２ａの先端部のマニピュ
レータ４（磁気センサ５）の位置（座標）が演算処理装
置８によって演算される。

第１図に示すように、検査台上に置かれたワーク１に対
して、マニピュレータ４による検査を行なうに先立って
、次のような作業が行なわれる（なお、第１図中、鎖線
の符号１は、検査台上の定められた位置に置かれたワー
クを示し、実線の符号１は前記定められた位置からずれ
て検査台上に置かれたワークを示しており、以下は実線
位置におけるワーク１に関して行なわれる）。

■）第１アーム２ａおよび第２アーム２ｂを動かして、
基準直交座標のＸ軸上、およびＹ軸上にそって磁気セン
サ５を走査し、Ｘ軸上のワーク１０両端およびＹ軸上の
ワーク１の一端を、磁気センサ５によって検出する。

２）磁気センサ５からの出力信号、および第１、第２ア
ップダウンカウンタ１６，１７からの出力信号に基づい
て、基準直交座標のＸ軸上におけるワーク１の両端位置
（ＸＩ、Ｘ２）およびＹ軸上におけるワ−り１の一端位
置（ｙｌ）を演算処理装置８によって演算する。

３）２）の結果、ワ−り１の巾ｔ（読値）およびワーク
１の対輛線と辺とのなす角度α（読値）（第１図参照）
を使用し、第１図に示すようにワーク１０基準点ａが、
基準直交座標における基準位置ｂ（ａ＋ｂは、ワ−り１
が検査台の定められた位置上に置かれているときは合致
している）からＸ軸方向（＋）にずれた距離△Ｘ、同様
にＹ軸方向（＋）にずれた距離△ｙ、およびワーク１が
基準直交座標上で基準位置（第１図鎖線の位置）から回
転した角度θを下記式（８）、（４）、（５）に基づい
て、演算処理装置８によって演算する。

ｊａｎ（α−θ）十Ｄ　・・・・・・・・・・・（４）
４）このようにして得られた△Ｘ、△ｙ、θを使用し、
検査台上に位置ずれして置かれたワーク１（第１図実線
位置）に関して、ワーク１が基準直交座標上の定められ
た位置に置かれているときの教示座標（ｘ、ｙ）に対応
する、補正された教示座標（ｘ’＋ｙ勺を、下記式（６
）に基づいて、演算処理装置８によって演算する。

５）４）において得られた補正後の教示座標（Ｘ′。

ｙ’）を、前述の座標変換式（１）　、　（２）に、（
ｘ、　ｙ）の代りに代入して、θ１　θ２を、演算処理
装置８によって演算する。

従って、以上１）〜５）を、マニピュレータ４による検
査に先立って行なうことによって、検査台上に位置ずれ
して置かれたワークｌ上の検査対象物に対して、第１７
−′ム２ａの先端部を正確に位置させることができる。

なお、以上は２軸間節形アームについて述べたが、ワー
クの端に対するセンサの測定箇所を増やすことによって
、３軸間節以上のアームを持つロボットにも本発明は対
応させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、検査台上のワー
クの位置ずれを、ワークを動かすことなく補正すること
ができ、治具、カメラ等を用いずに、アームの先端部を
、ワークの所定位置上に正確に位置させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるロボットにおけるアームと検査
台上のワークとの関係を示す図、第２図は同ロボットの
制御装置のブロック図、第３図は同ロボットのアームの
先端部を示す図である。 １・・・ワーク、　　　　　２・・・アーム、２ａ・・
・第１アーム、　　２ｂ・・・第２アーム、５・・・磁
気センサ、　　　８・・・演算処理装置、９、１１．１
３・・・ザーポインタンエイス、１０．１２・・・ドラ
イバ、１４．１５・・エンコーダ、１６．１７・・アッ
プダウンカウンタ 出願代理人　弁理士　菊　池　五　部 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基準直交座標のＸ軸上におけるワークの両端位置と前記
   座標のＹ軸」二における前記ワークの一端位置とを、２
   軸間節形アームの先端部に設けたセンサからのワーク端
   の検出信号と前記アームの先端位置検出手段からの信号
   とに基づいて演算し、前記３つの位置演算値に基づいて
   、前記ワークの基準点が前記座標上の基準位置からＸ軸
   方向およびＹ軸方向にずれた距離と前記ワークが前記座
   標上で前記基準位置から回転した角度とを演算し、前記
   距離の演算値と前記角度の演算値とに基づいて、前記ア
   ームの各軸の回転角度と前記座標との関係式中における
   教示座標の値を変更することを特徴とするロボットにお
   けるワークの位置ずれ補正方法。