JPS63251810A - 水平多関節ロボツトの較正装置 - Google Patents
水平多関節ロボツトの較正装置Info
- Publication number
- JPS63251810A JPS63251810A JP8480187A JP8480187A JPS63251810A JP S63251810 A JPS63251810 A JP S63251810A JP 8480187 A JP8480187 A JP 8480187A JP 8480187 A JP8480187 A JP 8480187A JP S63251810 A JPS63251810 A JP S63251810A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- tip
- pin
- hole
- error
- Prior art date
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- Granted
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (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】
本発明は産業用ロボットに係り、特に水率多関節ロボッ
トの較正装置に関する。
トの較正装置に関する。
作業計画を上位のコンピュータでやり、その動作データ
をロボットコントローラに送る最近のシステムは、コン
ピュータの機能が高まるにつれ実用性も高くなっている
。しかし、このコンピュータのデータだけでは、ロボッ
トは目標の座標値とずれる。ロボットの座標系を作業環
境の座標系に合わせれば補償できるが、完全ではない、
それは実際のロボットの形がロボットコントローラ内の
計算上の理想形でなく、歪んでいるからである。
をロボットコントローラに送る最近のシステムは、コン
ピュータの機能が高まるにつれ実用性も高くなっている
。しかし、このコンピュータのデータだけでは、ロボッ
トは目標の座標値とずれる。ロボットの座標系を作業環
境の座標系に合わせれば補償できるが、完全ではない、
それは実際のロボットの形がロボットコントローラ内の
計算上の理想形でなく、歪んでいるからである。
たとえロボットの組立て時に治具等を使って機械的に初
期の形状を整えても、アームのたわみもある。そこで、
各部誤差を較正用データとしてもち。
期の形状を整えても、アームのたわみもある。そこで、
各部誤差を較正用データとしてもち。
ロボット先端での座標値誤差（以下、先端誤差）をその
較正用データから出し、その分だけ補正するなど、ソフ
トウェアで形状の誤差を補正する方法が提唱されている
。
較正用データから出し、その分だけ補正するなど、ソフ
トウェアで形状の誤差を補正する方法が提唱されている
。
第４図のロボットの場合を以下に示す。
Ｐ＋ΔＰ＝Ｒｏｔ、＋ａｓｉ ［Ｒｏｔｍ＋ａｓ （Ｒ
ｏｔ＃＋Ａ＠１ （ｚ◆ΔＺ）＋Ｌ、＋ΔＬ、）＋Ｌ１
＋ΔＬ、］◆ΔＢ÷Δ◎ （ト）
二こで、 Ｐ：目標座標値 ΔＰ：先喘誤差 Ｒｏｔ＠１：■回転変換（主軸） Δ■ｌ：旋回回転軸原点誤差および関節軸の傾き（主軸
） Ｚ：ロボットＺ軸 ＾Ｚ：ツール取付誤差 Ｌｌ：アーム長（第ｉアーム） ムＬｌ：アーム長誤差（第ｉアーム） ΔＢ＝据付誤差 Δ（■）：ある姿勢■における先端におけるたわみ 式のは、ある目標値Ｐに動くときの先端誤差ΔＰ を計
算する式で、先端誤差分だけ目標値をずらして仮の目標
値Ｐ′とする方法である。即ち。
ｏｔ＃＋Ａ＠１ （ｚ◆ΔＺ）＋Ｌ、＋ΔＬ、）＋Ｌ１
＋ΔＬ、］◆ΔＢ÷Δ◎ （ト）
二こで、 Ｐ：目標座標値 ΔＰ：先喘誤差 Ｒｏｔ＠１：■回転変換（主軸） Δ■ｌ：旋回回転軸原点誤差および関節軸の傾き（主軸
） Ｚ：ロボットＺ軸 ＾Ｚ：ツール取付誤差 Ｌｌ：アーム長（第ｉアーム） ムＬｌ：アーム長誤差（第ｉアーム） ΔＢ＝据付誤差 Δ（■）：ある姿勢■における先端におけるたわみ 式のは、ある目標値Ｐに動くときの先端誤差ΔＰ を計
算する式で、先端誤差分だけ目標値をずらして仮の目標
値Ｐ′とする方法である。即ち。
ｐ’ ＝ｐ−ΔＰ −■
この方法は各部員差ΔＥ（ム■ｌ、轟Ｚ、ＡＬＬ、ＡＢ
、Δ（■）など）が微少であれば、精度良く較正できる
。
、Δ（■）など）が微少であれば、精度良く較正できる
。
そこで、それぞれ１台１台のロボットに対して各部員差
の較正用データを測ればよい。各部員差それぞれを直接
側るのは手間がかかるので、弐〇）を利用して先端座標
Ｐ＋ΔＰ を測ることで、右辺に含まれる未知数（各部
員差）を解くと便利である。右辺に含まれる未知数（各
部員差）が微少であれば、−次近似展開できるので、単
なる連立−次方程式になる。ただし、未知数に対して式
の数が少ないので、先端座標Ｐ＋ＡＰは複数点側る必要
がある。弐〇は弐〇を一次近似展開したものである。
の較正用データを測ればよい。各部員差それぞれを直接
側るのは手間がかかるので、弐〇）を利用して先端座標
Ｐ＋ΔＰ を測ることで、右辺に含まれる未知数（各部
員差）を解くと便利である。右辺に含まれる未知数（各
部員差）が微少であれば、−次近似展開できるので、単
なる連立−次方程式になる。ただし、未知数に対して式
の数が少ないので、先端座標Ｐ＋ＡＰは複数点側る必要
がある。弐〇は弐〇を一次近似展開したものである。
ΔＰ−Δ（■）＝［Ａ（■）コΔＥ ■
ここで、［Ａ（■）］：姿勢Φに関する誤差影響マトリ
クス 先端座標の測定は、アームのたわみや軸の傾きを含めて
式■から各部員差ΔＥ を解析する場合、Ｚ軸方向の測
定も重要であった。
ここで、［Ａ（■）］：姿勢Φに関する誤差影響マトリ
クス 先端座標の測定は、アームのたわみや軸の傾きを含めて
式■から各部員差ΔＥ を解析する場合、Ｚ軸方向の測
定も重要であった。
Ｚ軸方向を含めた先端座標を測るとき、簡易的にＺ方向
に関しては単に微少誤差分ΔＰだけを測る方法がある。
に関しては単に微少誤差分ΔＰだけを測る方法がある。
これは比較的簡単な装置で手速くやれるが、傾きは解析
できない。
できない。
Ｚ軸の傾きの誤差も無視できない場合、ロボット先端を
上下させてかつＸＹ平面内での座標値を測る必要がある
。これは三次元測定となるが、非接触の三次元測定は精
度が悪いので接触式が要り、操作もめんどうである。
上下させてかつＸＹ平面内での座標値を測る必要がある
。これは三次元測定となるが、非接触の三次元測定は精
度が悪いので接触式が要り、操作もめんどうである。
本発明の目的はロボット先端座標の測定を簡素化できる
水平多関節ロボットの較正装置を得るこ三次元的に穴位
置が明確になっている複数のボスがある測定台１５を用
い、ロボット先端の挿入ピンユニット２をそこに差し込
むことで、穴の位置データをロボット先端座標の測定に
代用する。
水平多関節ロボットの較正装置を得るこ三次元的に穴位
置が明確になっている複数のボスがある測定台１５を用
い、ロボット先端の挿入ピンユニット２をそこに差し込
むことで、穴の位置データをロボット先端座標の測定に
代用する。
（作用）
ロボットの先端を測ると作業が、先端のピンユニットを
穴に挿入することでロボット自身でできることになる。
穴に挿入することでロボット自身でできることになる。
（実施例の構成）
以下１本発明の一実施例を図面で説明する。
第１図において、ロボット先端のＺ軸に較正時に取付け
る挿入ピンユニット２と、較正対象のロボットｌＯと、
そのロボットコントローラ１１と、挿入完了時に挿入ピ
ンユニット２からケーブル経由で情報を取り込むＺ方向
微少誤差測定器本体１２と。
る挿入ピンユニット２と、較正対象のロボットｌＯと、
そのロボットコントローラ１１と、挿入完了時に挿入ピ
ンユニット２からケーブル経由で情報を取り込むＺ方向
微少誤差測定器本体１２と。
そのケーブル吊り下げ用支柱１３と、ロボットコントロ
ーラ１１とＺ方向微少誤差測定器本体１２がらケーブル
経由で情報をやりとりする解析装置１４と、対象ロボッ
トｌＯを較正時に固定し挿入ピンユニット２が位置決め
される複数の穴が予め三次元測定が行なわれていてかつ
開口面の高さが異なるボスのある測定台１５とからなる
。挿入ピンユニット２の詳細構成を示す第２図において
、ロボット先端１０ａに取付けられたＡブロック１６と
、Ａブロック１６に取付けられたストッパ付のりニヤガ
イド１７と、Ａブロック１６とはりニヤガイド１７で支
持されているＢブロック１８と、Ａブロック１６とＢブ
ロック１８の間のばね１９と、Ｂブロック１８に取付け
た先がテーパ状の挿入ピン２０と、Ｂブロック１８に取
付けられＡブロック１６とのりニヤガイド１７方向の相
対距離を測定するための２方向微少誤差測定器２１（例
えば、ダイヤルゲージ）とからなる。
ーラ１１とＺ方向微少誤差測定器本体１２がらケーブル
経由で情報をやりとりする解析装置１４と、対象ロボッ
トｌＯを較正時に固定し挿入ピンユニット２が位置決め
される複数の穴が予め三次元測定が行なわれていてかつ
開口面の高さが異なるボスのある測定台１５とからなる
。挿入ピンユニット２の詳細構成を示す第２図において
、ロボット先端１０ａに取付けられたＡブロック１６と
、Ａブロック１６に取付けられたストッパ付のりニヤガ
イド１７と、Ａブロック１６とはりニヤガイド１７で支
持されているＢブロック１８と、Ａブロック１６とＢブ
ロック１８の間のばね１９と、Ｂブロック１８に取付け
た先がテーパ状の挿入ピン２０と、Ｂブロック１８に取
付けられＡブロック１６とのりニヤガイド１７方向の相
対距離を測定するための２方向微少誤差測定器２１（例
えば、ダイヤルゲージ）とからなる。
（実施例の作用）
以下、ロボット先端１０ａに取付けた挿入ピンユニット
２を測定台１５の穴に挿入する作業の流れを第３図で説
明する。
２を測定台１５の穴に挿入する作業の流れを第３図で説
明する。
まず、測定台１５の穴の位置データで穴の上方にロボッ
ト先端１０ａを移動する。もし移動位置が実際の穴位置
とずれていても、ロボットの１軸と２軸のモータトルク
がかからない状態（サーボフリー）にして、ロボット先
端１０ａを下げてテーパ付きの挿入ピン２０を穴に倣っ
て挿入する。ロボット先端１０ａは、ピンの基準面２０
ａが穴の開口面に当ってもさらに下げ、Ｚ方向微少誤差
測定器２１がＡブロック１６とＢブロック１８との相対
距離からロボット先端１０ａと穴の開口面の高さの相対
距離の縮まり長さを測定できるように、予め２方向の移
動目標値を下方に設定しておく、ロボット先端が位置決
めされた後に、ロボットコントローラＩＩからロボット
の１軸と２軸と２軸（回転、上下）の現在値を解析装置
１４に読み込む、Ｚ軸の上下方向の値は、Ｚ方向微少誤
差測定器２１の読みの縮まり分だけ修正した値を現在値
とする。この挿入作業を複数の穴で繰り返して、弐〇の
式の数を未知数（各部誤差ΔＥ）より増やす、弐〇の式
は一つの穴の測定でＸ、Ｙ、Ｚの三つである。
ト先端１０ａを移動する。もし移動位置が実際の穴位置
とずれていても、ロボットの１軸と２軸のモータトルク
がかからない状態（サーボフリー）にして、ロボット先
端１０ａを下げてテーパ付きの挿入ピン２０を穴に倣っ
て挿入する。ロボット先端１０ａは、ピンの基準面２０
ａが穴の開口面に当ってもさらに下げ、Ｚ方向微少誤差
測定器２１がＡブロック１６とＢブロック１８との相対
距離からロボット先端１０ａと穴の開口面の高さの相対
距離の縮まり長さを測定できるように、予め２方向の移
動目標値を下方に設定しておく、ロボット先端が位置決
めされた後に、ロボットコントローラＩＩからロボット
の１軸と２軸と２軸（回転、上下）の現在値を解析装置
１４に読み込む、Ｚ軸の上下方向の値は、Ｚ方向微少誤
差測定器２１の読みの縮まり分だけ修正した値を現在値
とする。この挿入作業を複数の穴で繰り返して、弐〇の
式の数を未知数（各部誤差ΔＥ）より増やす、弐〇の式
は一つの穴の測定でＸ、Ｙ、Ｚの三つである。
弐〇に代入する値は９位置が明らかな六へピンを入れる
だけで穴の三次元座標値がロボット先端座標Ｐ＋ムＰ
となり、また、ロボットコントローラｌｌ内の挿入時の
姿勢値子から目標座標値Ｐ（実際には、そこを目標とし
たわけではなく穴で矯正されてずれているのだから計算
上現在座標値）が計算できるので、ＡＰはその差である
。弐〇を解いて各部誤差ΔＥ を計算し、この値はここ
で測定したロボット固有の較正用データとして、測定時
の環境条件（温度等）などと共に保存しておく。
だけで穴の三次元座標値がロボット先端座標Ｐ＋ムＰ
となり、また、ロボットコントローラｌｌ内の挿入時の
姿勢値子から目標座標値Ｐ（実際には、そこを目標とし
たわけではなく穴で矯正されてずれているのだから計算
上現在座標値）が計算できるので、ＡＰはその差である
。弐〇を解いて各部誤差ΔＥ を計算し、この値はここ
で測定したロボット固有の較正用データとして、測定時
の環境条件（温度等）などと共に保存しておく。
（実施例の効果）
挿入ピン２０をロボット先端１０ａに固定せず、リニヤ
ガイド１７で支持して、ばね１９を介したことで。
ガイド１７で支持して、ばね１９を介したことで。
挿入完了位置でモータのトルクがそれ自身の反力とけん
かしないので、Ｚ軸上下の位置決めサーボを入れた状態
でも挿入できる。この結果ロボットを測定台１５にのせ
れば、完全に自動運転で較正用データを取り込める。ま
た、挿入ピン２０は着脱可能で、摩擦の少ないテフロン
材などですきまの少ないものを使えば、ロボット先端座
標のガタによる影響を除け、かつ測定台１５が摩耗せず
耐用年数も長くなる。
かしないので、Ｚ軸上下の位置決めサーボを入れた状態
でも挿入できる。この結果ロボットを測定台１５にのせ
れば、完全に自動運転で較正用データを取り込める。ま
た、挿入ピン２０は着脱可能で、摩擦の少ないテフロン
材などですきまの少ないものを使えば、ロボット先端座
標のガタによる影響を除け、かつ測定台１５が摩耗せず
耐用年数も長くなる。
ロボットが先端のピンを穴に入れ作業で各部誤差の解析
に移れるデータが揃うので、自動的に較正試験を行なえ
る。
に移れるデータが揃うので、自動的に較正試験を行なえ
る。
第１図は本発明の水平多関節ロボットの較正装置の一実
施例を示す斜視図、第２図は第１図の要部詳細図、第３
図は第１図の装置で測定する際の流れ図、第４図は本発
明に関連するロボットの構成を表わす斜視図である。 １０・・・水平多関節ロボット １１・・・ロボットコントローラ １４・・・解析装置 １２・・・Ｚ方向微少誤差測定器本体 １５・・・測定台 １６・・・Ａブロック １８・・・Ｂブロック １９・・・ばね １７・・・リニヤガイド ２１・・・Ｚ方向微少誤差測定器 ２０・・・挿入ピン １０ａ・・・ロボット先端 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 □ −１
施例を示す斜視図、第２図は第１図の要部詳細図、第３
図は第１図の装置で測定する際の流れ図、第４図は本発
明に関連するロボットの構成を表わす斜視図である。 １０・・・水平多関節ロボット １１・・・ロボットコントローラ １４・・・解析装置 １２・・・Ｚ方向微少誤差測定器本体 １５・・・測定台 １６・・・Ａブロック １８・・・Ｂブロック １９・・・ばね １７・・・リニヤガイド ２１・・・Ｚ方向微少誤差測定器 ２０・・・挿入ピン １０ａ・・・ロボット先端 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 □ −１
Claims (1)
- 水平関節ロボットの先端のＺ軸へ取付けたブロックと、
前記ブロックとは上下方向にのみ自由に支持されたピン
と、前記ロボット先端と前記ピンの相対距離を測定する
測定手段と、前記ロボット先端と上記ピンの相対距離に
関連して反力を生じる弾性体と、前記ロボットが据付け
られ前記ピンが挿入する穴を複数開口面の高さを異にす
るものを含めてあけてある測定台と、前記ロボットの現
在姿勢などの情報を読み込み且つ前記測定手段の値を読
み込み且つ演算処理をする解析装置とを備えたことを特
徴とする水平多関節ロボットの較正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8480187A JP2603940B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 水平多関節ロボツトの較正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8480187A JP2603940B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 水平多関節ロボツトの較正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63251810A true JPS63251810A (ja) | 1988-10-19 |
| JP2603940B2 JP2603940B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=13840812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8480187A Expired - Lifetime JP2603940B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 水平多関節ロボツトの較正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2603940B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103329A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | 水平多関節型ロボット用の校正治具および校正方法 |
| CN112665476A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-16 | 东风模具冲压技术有限公司 | 焊接机器人抓手精度检测装置 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP8480187A patent/JP2603940B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018103329A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | 水平多関節型ロボット用の校正治具および校正方法 |
| US10744644B2 (en) | 2016-12-27 | 2020-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Calibration jig and calibration method for horizontal articulated robot |
| CN112665476A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-16 | 东风模具冲压技术有限公司 | 焊接机器人抓手精度检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2603940B2 (ja) | 1997-04-23 |
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