JPS6249513A - ロボツト機械定数の自動管理方法 - Google Patents
ロボツト機械定数の自動管理方法Info
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- JPS6249513A JPS6249513A JP19037885A JP19037885A JPS6249513A JP S6249513 A JPS6249513 A JP S6249513A JP 19037885 A JP19037885 A JP 19037885A JP 19037885 A JP19037885 A JP 19037885A JP S6249513 A JPS6249513 A JP S6249513A
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- Japan
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- mechanical
- constant
- machine constant
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ロボット機械定数の自動管理方法に係り、ロ
ボットの品質、特に動作精度管理に好適なものに関する
。
ボットの品質、特に動作精度管理に好適なものに関する
。
一般に、ロボットの動作精度を表わすのに、位置繰返し
精度と絶対的な位置決め精度とが用いられるが、従来は
主として前者がロボットの性能品質管理等において重要
視されていた。
精度と絶対的な位置決め精度とが用いられるが、従来は
主として前者がロボットの性能品質管理等において重要
視されていた。
ところが、ロボットの適用が拡大するにつれて、所望の
位置に対する絶対的な位置決め精度が重要視されると同
時に、同一機種のロボット間に互換性を持たせる必要が
生じてきた。絶対的な位置決め精度はロボットアームを
構成する部品等の形状・寸法の所謂機械定数に関係する
ものであり、また互換性もその機械定数に関係する。
位置に対する絶対的な位置決め精度が重要視されると同
時に、同一機種のロボット間に互換性を持たせる必要が
生じてきた。絶対的な位置決め精度はロボットアームを
構成する部品等の形状・寸法の所謂機械定数に関係する
ものであり、また互換性もその機械定数に関係する。
しかし１機械定数は製作・組立上定まるものであるから
、その値は各ロボット固有のものとなっており、機械定
数に大きなバラツキがあると、互損性が損われる。
、その値は各ロボット固有のものとなっており、機械定
数に大きなバラツキがあると、互損性が損われる。
また、機械定数は使用環境条件（例えば、温度など）の
変化によって変動するため、ロボットの動作は所望とす
る動きに対して誤差が生じてしまい絶対的位置決め精度
が悪くなってしまうという問題がある。しかもその誤差
はあらゆる条件によって変動してしまうという問題があ
った。
変化によって変動するため、ロボットの動作は所望とす
る動きに対して誤差が生じてしまい絶対的位置決め精度
が悪くなってしまうという問題がある。しかもその誤差
はあらゆる条件によって変動してしまうという問題があ
った。
しかしながら、従来、機械定数の測定はゲージなどを使
って直接的に測定する方法しかなかったため、ロボット
を分解しなければ不可能であることから、通常、組立後
や使用中に機械定数を測定することは行われておらず、
互換性有無の管理はもとより、絶対的な位置決め精度の
管理は何ら行われていなかった。
って直接的に測定する方法しかなかったため、ロボット
を分解しなければ不可能であることから、通常、組立後
や使用中に機械定数を測定することは行われておらず、
互換性有無の管理はもとより、絶対的な位置決め精度の
管理は何ら行われていなかった。
本発明の目的は、組立状態にあるロボットの機械定数を
自動的に測定して、絶対位置決め精度を向上させること
ができるロボット機械定数の自動管理方法を提供するこ
とにある。
自動的に測定して、絶対位置決め精度を向上させること
ができるロボット機械定数の自動管理方法を提供するこ
とにある。
本発明は、上記目的を達成するため、ロボットを駆動し
て所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し、
各姿勢におけるアーム構成各軸の回転角と座標軸に対す
る角度とからなる角度データを検出し、機械定数と角度
データとの相関式を用いて当該ロボットの機械定数を求
めることを特徴とする。
て所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し、
各姿勢におけるアーム構成各軸の回転角と座標軸に対す
る角度とからなる角度データを検出し、機械定数と角度
データとの相関式を用いて当該ロボットの機械定数を求
めることを特徴とする。
即ち、本発明は、ロボットの機械定数とアームの制御位
置と角度データとは一定の相関関係にあることに鑑み、
制御位置については基準位置を定めて一定とし、角度デ
ータについてはロボットに実装されている角度センサに
より検出して、機械定数を求めようとするものである。
置と角度データとは一定の相関関係にあることに鑑み、
制御位置については基準位置を定めて一定とし、角度デ
ータについてはロボットに実装されている角度センサに
より検出して、機械定数を求めようとするものである。
しかして、未知の機械定数の数に応じた数の異なる姿勢
を設定すれば、その機械定数の数に応じた連立相関式が
得られるので、その式を解くことにより、全ての機械定
数を求めることができる。
を設定すれば、その機械定数の数に応じた連立相関式が
得られるので、その式を解くことにより、全ての機械定
数を求めることができる。
以下、本発明を実施側に基づいて説明する。
第１図に、本発明を第２図に示した６軸多関節型のロボ
ットに適用してなる一実施例の管理手順をフローチャー
トにして示す。
ットに適用してなる一実施例の管理手順をフローチャー
トにして示す。
第２図に示すロボット本体１は、第３図の模式図に示す
ように、６本の軸Ｌｉ（ｉ＝１〜６）と、関節継手と回
転継手を含んでなる継手Ｊｋ（ｋ＝１〜６）からなるア
ームを有して形成されている。このロボット本体１はロ
ボット制御装置２により駆動操作されるようになってい
る。そして、ロボット本体１の動作範囲内に基準柱３が
設置されており、その基準柱３は尖塔状に形成され、突
端位置Ｐの座標は（Ｘｏ ＋１０ ＋Ｚｏ）に設定され
ている。なお、基準柱３は温度変化などの環境条件変化
による影響の少ない材質、例えばセラミックなどにより
形成するのが望ましい。
ように、６本の軸Ｌｉ（ｉ＝１〜６）と、関節継手と回
転継手を含んでなる継手Ｊｋ（ｋ＝１〜６）からなるア
ームを有して形成されている。このロボット本体１はロ
ボット制御装置２により駆動操作されるようになってい
る。そして、ロボット本体１の動作範囲内に基準柱３が
設置されており、その基準柱３は尖塔状に形成され、突
端位置Ｐの座標は（Ｘｏ ＋１０ ＋Ｚｏ）に設定され
ている。なお、基準柱３は温度変化などの環境条件変化
による影響の少ない材質、例えばセラミックなどにより
形成するのが望ましい。
ロボット制御装置２には第４図に示す構成の機械定数管
理装置４が組み込まれている。機械定数管理装置４は、
角度センサ５により検出された角軸Ｌｉの回転角度又は
基準軸とのなす角度からなる角度データψ１ｊ（ｊ＝１
−６）と、基準位置座標Ｐ （ｘｏ 。
理装置４が組み込まれている。機械定数管理装置４は、
角度センサ５により検出された角軸Ｌｉの回転角度又は
基準軸とのなす角度からなる角度データψ１ｊ（ｊ＝１
−６）と、基準位置座標Ｐ （ｘｏ 。
ｙａ＋Ｚａ）に基づいて、機械定数１１を求める機械定
数演算手段４１と、求められた機械定数１１と基準機械
定数１１′とを比較してその差Δｌｉを求める比較演算
手段４２と、その差Δ１１が許容誤差ε；内に収まって
いるか否かを判定し、否のときに警報信号を出力する誤
差判定手段４３と、前記１ｉに応じてロボット制御にか
かる制御演算パラメータを補正する制御演算パラメータ
補正手段４４とを含んで形成されている。また、求めら
れた機械定数１ｉと差Δｌｉはモニタなどの表示装置６
に出力表示されるようになっている。
数演算手段４１と、求められた機械定数１１と基準機械
定数１１′とを比較してその差Δｌｉを求める比較演算
手段４２と、その差Δ１１が許容誤差ε；内に収まって
いるか否かを判定し、否のときに警報信号を出力する誤
差判定手段４３と、前記１ｉに応じてロボット制御にか
かる制御演算パラメータを補正する制御演算パラメータ
補正手段４４とを含んで形成されている。また、求めら
れた機械定数１ｉと差Δｌｉはモニタなどの表示装置６
に出力表示されるようになっている。
前記比較演算手段４２と誤差判定手段４３の具体的構成
例を第５図に示す。図示のように、各機械定数１１の数
に対応させてバッファＢｉが設けられ、機械定数演算手
段４１により求めた機械定数１ｉは対応するバッファＢ
ｉに分配して格納される。各バッファＢｉ以降の処理手
段は各定数１１とも同一構成となっており、ｉ＝１以外
の図示は省略されている。バッファＢ１の内容は設定器
Ｓ工、に設定されている基準機械定数１１′と比較器Ｃ
１□により比較演算され、その差Δ１□は設定器Ｓａ１
に設定されている許容誤差ε、と比較器Ｃ２□により比
較判定され、その結果は表示装置６番こ出力表示される
とともに、１Δ１□１〉ε１のときは警告信号力１発せ
られるようになっている。
例を第５図に示す。図示のように、各機械定数１１の数
に対応させてバッファＢｉが設けられ、機械定数演算手
段４１により求めた機械定数１ｉは対応するバッファＢ
ｉに分配して格納される。各バッファＢｉ以降の処理手
段は各定数１１とも同一構成となっており、ｉ＝１以外
の図示は省略されている。バッファＢ１の内容は設定器
Ｓ工、に設定されている基準機械定数１１′と比較器Ｃ
１□により比較演算され、その差Δ１□は設定器Ｓａ１
に設定されている許容誤差ε、と比較器Ｃ２□により比
較判定され、その結果は表示装置６番こ出力表示される
とともに、１Δ１□１〉ε１のときは警告信号力１発せ
られるようになっている。
制御演算パラメータ補正手段４４は、第６図ｔこ示すよ
うに、ロボット制御装置２を構成する中央演算処理装置
ＣＰＵに接続して設けられたデータテーブルＤＴに格納
されている機械定数の内容を、機械定数演算手段４１に
より求めた内容１０こ書き換えるようになっている。
うに、ロボット制御装置２を構成する中央演算処理装置
ＣＰＵに接続して設けられたデータテーブルＤＴに格納
されている機械定数の内容を、機械定数演算手段４１に
より求めた内容１０こ書き換えるようになっている。
このように構成される実施例の動作について、第１図の
フローチャートと第３図を参照しながら次に説明する。
フローチャートと第３図を参照しながら次に説明する。
第３図に示した任意の状態図における軸Ｌｉ、角度デー
タψｉｊ、基準位置（ＸｏｙｌｏｙＺａ）の相関は、ロ
ボット各軸Ｌｉの回転と平行移動に対する座標変換行列
をＴｉとすると、ｉ＝１からｉまでの合成行列Ｍｉは次
式（１）で示すものとなる（例えば、Ｍ、＝Ｔ１傘Ｔ２
傘・・・・・・傘Ｔ６）。
タψｉｊ、基準位置（ＸｏｙｌｏｙＺａ）の相関は、ロ
ボット各軸Ｌｉの回転と平行移動に対する座標変換行列
をＴｉとすると、ｉ＝１からｉまでの合成行列Ｍｉは次
式（１）で示すものとなる（例えば、Ｍ、＝Ｔ１傘Ｔ２
傘・・・・・・傘Ｔ６）。
Ｍｉ＝Ｍｉ−、串Ｔｉ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ （１）ただし、１≦ｉ≦６ ｉ＝整数 Ｍ。＝１ 式（１）より次式（２）で示す順変換行列式を構成する
。
・ ・ （１）ただし、１≦ｉ≦６ ｉ＝整数 Ｍ。＝１ 式（１）より次式（２）で示す順変換行列式を構成する
。
式（２）を展開すると、３元１次の連立方程式となるが
、未知数としてはｌ工、１□、・・・・・・ＩＩＧＩＸ
ＯＩｙｏ＋Ｚｏの９個である。そして、１姿勢の教示で
ψｓｊｓψｚｊｓ・・・・・・ψ６ｊがきまるので、前
記９個の未知数を含んだ３本の方程式が成立する。した
がって、３姿勢以上ｊ＝１〜３の教示を行えば、９本の
方程式が成立するので、所望の未知数１１が全て求まる
ことになる。
、未知数としてはｌ工、１□、・・・・・・ＩＩＧＩＸ
ＯＩｙｏ＋Ｚｏの９個である。そして、１姿勢の教示で
ψｓｊｓψｚｊｓ・・・・・・ψ６ｊがきまるので、前
記９個の未知数を含んだ３本の方程式が成立する。した
がって、３姿勢以上ｊ＝１〜３の教示を行えば、９本の
方程式が成立するので、所望の未知数１１が全て求まる
ことになる。
そこで、第１図ステップ１０１にて、第７図（Ａ）〜（
Ｃ）に示すように、ロボットを操作して基準位置Ｐに対
して３つの異なる姿勢を教示する。この３姿勢の教示は
Ｐ （ＸＤ Ｈｙ６ ＨＺ６ ）さえ一定であれば、任
意の姿勢でよい。そして、ステップ１０２にて各姿勢に
かかる角度データφ１ｊ（ｉ＝１〜６．ｊ＝１−３）を
取込み、ステップ１０３において前人（２）に基づいて
機械定数１ｉ（ｉ＝１〜６）を求める（機械定数演算手
段４１）。次にステップ１０４にて、基準機械定数１１
′から求めた機械定数１１を差し引いて、その差Δ１ｉ
＝１ｉ’−１ｉを求め（比較演算手段）、ステップ１０
５に進んでその差Δ１１の絶対値と許容誤差εｉとを比
較し、１Δｌｉｌ≦εｉであれは適正と判定し、１Δ１
１１〉εｉであれば不適と判定する（誤差判定手段）。
Ｃ）に示すように、ロボットを操作して基準位置Ｐに対
して３つの異なる姿勢を教示する。この３姿勢の教示は
Ｐ （ＸＤ Ｈｙ６ ＨＺ６ ）さえ一定であれば、任
意の姿勢でよい。そして、ステップ１０２にて各姿勢に
かかる角度データφ１ｊ（ｉ＝１〜６．ｊ＝１−３）を
取込み、ステップ１０３において前人（２）に基づいて
機械定数１ｉ（ｉ＝１〜６）を求める（機械定数演算手
段４１）。次にステップ１０４にて、基準機械定数１１
′から求めた機械定数１１を差し引いて、その差Δ１ｉ
＝１ｉ’−１ｉを求め（比較演算手段）、ステップ１０
５に進んでその差Δ１１の絶対値と許容誤差εｉとを比
較し、１Δｌｉｌ≦εｉであれは適正と判定し、１Δ１
１１〉εｉであれば不適と判定する（誤差判定手段）。
そして、ステップ１０６において、求めた機械定数１１
と差Δｌｉと判定結果を表示装置６に出力表示する。こ
れによって、使用状態のままでロボットの機械定数１１
を測定することができ、また。
と差Δｌｉと判定結果を表示装置６に出力表示する。こ
れによって、使用状態のままでロボットの機械定数１１
を測定することができ、また。
基準機械定数１ｉ’との差Δｌｉが直ちに出力表示され
るとともに、その差Δ１１が許容誤差εｉ範囲に収まっ
ているか否かを容易に知ることができ。
るとともに、その差Δ１１が許容誤差εｉ範囲に収まっ
ているか否かを容易に知ることができ。
その結果に基づいてロボットを管理することにより、絶
対的な位置決め精度を向上させることができ、かつ互換
性の有無を容易に判断すること力へできる。
対的な位置決め精度を向上させることができ、かつ互換
性の有無を容易に判断すること力へできる。
一方、ステップ１０３で求めた機械定数１０こ基づいて
、ステップ１０７においてロボットの制御演算パラメー
タにかかるデータテーブルＤＴの機械定数１１の内容を
書き換える。これによって、ロボットの制御演算に用い
られる機械定数が正確な実測値に補正されることから、
環境条件の変化や経時変化に対応させることができ、常
に所望の位置および経路への動作を保証して、絶対的位
置決め精度を向上させることができる。
、ステップ１０７においてロボットの制御演算パラメー
タにかかるデータテーブルＤＴの機械定数１１の内容を
書き換える。これによって、ロボットの制御演算に用い
られる機械定数が正確な実測値に補正されることから、
環境条件の変化や経時変化に対応させることができ、常
に所望の位置および経路への動作を保証して、絶対的位
置決め精度を向上させることができる。
以上、６軸多関節型の６自由度のロボットに適用した実
施例に基づいて説明したが、自由度の違いは式（２）に
かかる方程式数に関与するものであるから、多関節型の
ロボットであれば如何なるロボットにも適用することが
でき、その場合は未知数に応じた連立方程式を得るべく
、姿勢の数を選定すればよい。
施例に基づいて説明したが、自由度の違いは式（２）に
かかる方程式数に関与するものであるから、多関節型の
ロボットであれば如何なるロボットにも適用することが
でき、その場合は未知数に応じた連立方程式を得るべく
、姿勢の数を選定すればよい。
また、第５図に示した比較演算手段４２と誤差判定手段
４３は、各軸Ｌｉにかかる機械定数１ｉを並列に処理す
る構成としたが１時分割法により直列処理してもよく、
また機械定数管理設置４の機能を含めて、ロボット制御
装置２のＣＰＵに組み入れることも可能である。
４３は、各軸Ｌｉにかかる機械定数１ｉを並列に処理す
る構成としたが１時分割法により直列処理してもよく、
また機械定数管理設置４の機能を含めて、ロボット制御
装置２のＣＰＵに組み入れることも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、ロボットを駆動
して所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し
、各姿勢における角度データを検出し、機械定数と角度
データの相関式を用いて機械定数を求めるようにしてい
ることから、ロボットを分解することなく使用状態のま
ま機械定数を簡単にかつ正確に自動的に測定することが
でき、これによってロボットの絶対的位置決め精度を向
上させることができるという効果がある。
して所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し
、各姿勢における角度データを検出し、機械定数と角度
データの相関式を用いて機械定数を求めるようにしてい
ることから、ロボットを分解することなく使用状態のま
ま機械定数を簡単にかつ正確に自動的に測定することが
でき、これによってロボットの絶対的位置決め精度を向
上させることができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の管理手順を示すフローチャ
ート、第２図は本発明を適用してなる一実施例の全体構
成図、第３図は第２図実施例のロボットアームの模式図
、第４図は第２図実施例の主要部のブロック構成図、第
５図と第６図は第４図の要部詳細図、第７図は異なる複
数の姿勢を例示した模式図である。 １・・・ロボット本体、３・・・基準柱、４・・・機械
定数管理装置、５・・・角度センサ、６・・・表示装置
、４１・・・機械定数演算手段、４２・・・比較演算手
段。 ４３・・・誤差判定手段、４４・・・制御演算パラメー
タ補正手段、ＬＬ・・・軸、ψｉｊ・・・角度データ、
Ｊｋ・・・継手、１１・・・機械定数、ｌｉ’・・・基
準機械定数。
ート、第２図は本発明を適用してなる一実施例の全体構
成図、第３図は第２図実施例のロボットアームの模式図
、第４図は第２図実施例の主要部のブロック構成図、第
５図と第６図は第４図の要部詳細図、第７図は異なる複
数の姿勢を例示した模式図である。 １・・・ロボット本体、３・・・基準柱、４・・・機械
定数管理装置、５・・・角度センサ、６・・・表示装置
、４１・・・機械定数演算手段、４２・・・比較演算手
段。 ４３・・・誤差判定手段、４４・・・制御演算パラメー
タ補正手段、ＬＬ・・・軸、ψｉｊ・・・角度データ、
Ｊｋ・・・継手、１１・・・機械定数、ｌｉ’・・・基
準機械定数。
Claims (3)
- （１）ロボットを駆動して所定の基準位置に対して異な
る複数の姿勢を設定し、各姿勢におけるアーム構成各軸
の回転角と座標軸に対する角度とからなる角度データを
検出し、機械定数と角度データとの相関式を用いて当該
ロボットの機械定数を求めることを含んでなることを特
徴とするロボット機械定数の自動管理方法。 - （２）前記求められた機械定数と基準機械定数との差が
許容範囲内であるか否かを判定することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のロボット機械定数の自動管理
方法。 - （３）前記求められた機械定数によりロボットの制御パ
ラメータを補正することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のロボット機械定数の自動管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19037885A JPS6249513A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | ロボツト機械定数の自動管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19037885A JPS6249513A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | ロボツト機械定数の自動管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249513A true JPS6249513A (ja) | 1987-03-04 |
Family
ID=16257175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19037885A Pending JPS6249513A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | ロボツト機械定数の自動管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249513A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017213668A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置およびロボット制御方法 |
| US10335950B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-02 | Fanuc Corporation | Robot control apparatus and robot control method |
| US10513035B2 (en) | 2016-07-12 | 2019-12-24 | Fanuc Corporation | Robot-defective-part diagnosing device and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60128507A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Fujitsu Ltd | ロボット座標系の較正方法 |
| JPS60128506A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Fujitsu Ltd | ロボット座標系の較正方法 |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP19037885A patent/JPS6249513A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60128507A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Fujitsu Ltd | ロボット座標系の較正方法 |
| JPS60128506A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Fujitsu Ltd | ロボット座標系の較正方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017213668A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置およびロボット制御方法 |
| US10335950B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-02 | Fanuc Corporation | Robot control apparatus and robot control method |
| US10513035B2 (en) | 2016-07-12 | 2019-12-24 | Fanuc Corporation | Robot-defective-part diagnosing device and method |
| DE102017114985B4 (de) | 2016-07-12 | 2022-02-03 | Fanuc Corporation | Roboterfehlerteil-Diagnosevorrichtung und Verfahren |
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