JPH0655485A - Arm inclination amount measuring device of articulated robot - Google Patents

Arm inclination amount measuring device of articulated robot

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JPH0655485A
JPH0655485A JP23407492A JP23407492A JPH0655485A JP H0655485 A JPH0655485 A JP H0655485A JP 23407492 A JP23407492 A JP 23407492A JP 23407492 A JP23407492 A JP 23407492A JP H0655485 A JPH0655485 A JP H0655485A
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JP
Japan
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arm
amount
deflection
robot
plate
Prior art date
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Application number
JP23407492A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsufumi Araki
克文 荒木
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To correct the error amount generated by the bending of an arm by measuring the inclination amount of the robot arm at each teaching position accurately. CONSTITUTION:A light source 8 is installed on the bottom part of the second arm 4 movable parallel to an installing surface 12, the light flux 15a emitted from the light source 8 is reflected to a semitransparent plate 10 provided on top of the second arm 4 by a reflection plate 11 on the installing surface 12, and a light spot is formed on the semitransparent plate 10. Then, the slipping amount of the light spot is measured by using a camera means 7 and a camera image position operation means installed on top of the second arm 4, and the falling amount of the arm is calculated by using a falling amount calculating means. Consequently, a sensor for measuring the inclination amount exclusively is not necessary to provide, and a minute inclination amount can be measured accurately.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの位置指令で
誤差要因となるアーム自重によるたおれ量の測定装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the amount of sagging due to the weight of an arm which causes an error in a robot position command.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、産業用ロボットの位置指令方式と
して、教示による位置データの入力方式を用いていた。
一方、近年になってオフラインで作成した位置データや
画像処理装置を介して得た位置データを用いてロボット
を動作させる方式への要求が高まっている。しかし、一
般に産業用ロボットにとって、ロボット自体の位置決め
再現精度は満足できるものの、ロボットと外界との相対
的な位置決め精度には課題が残る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a position data input method by teaching has been used as a position command method for an industrial robot.
On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for a method of operating a robot using position data created offline or position data obtained via an image processing device. However, in general, for industrial robots, the positioning reproducibility of the robot itself is satisfactory, but the relative positioning accuracy between the robot and the external environment remains a problem.

【0003】従来技術の参考例として、特開昭62−1
57790号公報を挙げる。図6は多関節ロボットの構
成モデル図であり、図7は、任意の位置のティーチデー
タに対してのアームたわみ量に関する誤差補正値の与え
方のフローチャートを示している。
As a reference example of the prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-1
No. 57790 is cited. FIG. 6 is a structural model diagram of an articulated robot, and FIG. 7 is a flowchart showing how to provide an error correction value relating to the arm deflection amount with respect to teach data at an arbitrary position.

【0004】多関節ロボットは、図6に示す様に、基台
18と、旋回用関節20を介して旋回可能に結合された
旋回台19と、旋回台19に第1回動関節22を介して
結合された第1アーム21と、第1アーム21に第2回
動関節24を介して結合された第2アーム23とにより
構成され、この第2アーム23の先端にワークをハンド
リングして作業する仕様になっている。
As shown in FIG. 6, the articulated robot has a base 18, a swivel base 19 rotatably connected via a swivel joint 20, and a swivel base 19 via a first rotary joint 22. And a second arm 23 connected to the first arm 21 via a second rotary joint 24. The tip of the second arm 23 handles a work to handle the work. It is designed to

【0005】図7に示すフローチャートに従い、アーム
たわみによるハンドリング位置のずれ量に対しての補正
値を求める。図6に示すモデルにおけるロボットのアー
ムでは、旋回用関節20、第1回動関節22、第2回動
関節24の各関節の剛性不足が主要因となってアームた
わみによるハンドリング位置のずれ量が生じる。図6に
示すロボットのモデルの場合、図6中の実線で示すメッ
シュ上のティーチデータをオフラインにより作成して
も、実際にロボットを動作させると図6中の点線で示し
ている様なポイントにロボットが動作してしまう。そこ
で予め各関節のばね定数を計測して、このばね定数とア
ーム重量及びハンドリング重量より、各ティーチングポ
イントで発生するアームたわみによるずれ量を演算して
補正値テーブルを作成する。
According to the flow chart shown in FIG. 7, a correction value for the amount of displacement of the handling position due to arm deflection is obtained. In the arm of the robot in the model shown in FIG. 6, the insufficient rigidity of each joint of the swivel joint 20, the first rotary joint 22, and the second rotary joint 24 is the main cause of the deviation of the handling position due to arm deflection. Occurs. In the case of the robot model shown in FIG. 6, even if the teach data on the mesh shown by the solid line in FIG. 6 is created offline, when the robot is actually operated, the points shown by the dotted line in FIG. The robot works. Therefore, the spring constant of each joint is measured in advance, and the amount of deviation due to arm deflection generated at each teaching point is calculated from this spring constant, arm weight, and handling weight to create a correction value table.

【0006】次にMDI(マニュアルデータインプッ
ト)入力した各ティーチデータに対応する補正値を補正
値テーブルから取り出して、補正値とティーチデータと
をもとに補正演算して補正データを算出する。この補正
データに基づいてロボットコントローラを作動させるこ
とで、ロボットの先端を所定のティーチポイント上に動
作させるとしている。
Next, a correction value corresponding to each teach data input by MDI (manual data input) is taken out from the correction value table, and a correction calculation is performed based on the correction value and the teach data to calculate the correction data. By operating the robot controller based on this correction data, the tip of the robot is moved to a predetermined teach point.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ア−ム
たわみの要因は各関節のばね定数だけではないので、上
述した各関節のばね定数を基にしたアームたわみによる
ずれ量の算出方法では、正確なアームたおれ量の算出と
しては不十分である。また、上述した方法では、正確な
アーム重量、アーム剛性等のデータを把握してなけれ
ば、シミュレーションデータを作成することはできな
い。
However, since the cause of arm deflection is not only the spring constant of each joint, the above-described method of calculating the amount of deviation due to arm deflection based on the spring constant of each joint is accurate. It is not enough to calculate the amount of arm deflection. Further, in the above-described method, simulation data cannot be created unless accurate data such as arm weight and arm rigidity is known.

【0008】これらの課題を解決するため、本発明の目
的は、色々な誤差要因から発生する各ティーチングポイ
ントでのアームたわみ量を、高精度かつ簡便に測定する
装置を提供することにある。
In order to solve these problems, an object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the arm deflection amount at each teaching point, which is caused by various error factors, with high accuracy and in a simple manner.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、基準面に対して平行移動可能な先端ア
ームを有する多関節ロボットにおいて、先端アームの根
元に取り付けた光源から基準面方向に発せられた光束
を、基準面上に設置した反射板によりロボットアーム先
端に取り付けた半透明板方向へ反射させ、半透明板の上
部に取り付けたカメラ手段と半透明板に写る光点の位置
測定可能なカメラ画像位置演算手段とでカメラ視野方向
に設置された半透明板上に写る光点の位置を算出し、さ
らに高さの変化量測定ユニットを用いて、基準面に対す
る先端アームの高さ変化量を測定し、たおれ量算出手段
を用いて光点の位置と先端アームの高さ変化量とから先
端アームの基準面に対するたおれ量を測定する。
In order to solve the above problems, according to the present invention, in a multi-joint robot having a tip arm that can move in parallel with respect to a reference plane, a light source attached at the base of the tip arm is used as a reference plane. The light flux emitted in the direction is reflected by the reflector installed on the reference surface toward the semi-transparent plate attached to the tip of the robot arm, and the camera means installed on the top of the semi-transparent plate and the light spot reflected on the semi-transparent plate are reflected. The position of the light spot projected on the semi-transparent plate installed in the field of view of the camera is calculated with the camera image position calculation means capable of measuring the position, and the height change measuring unit is used to measure the position of the tip arm with respect to the reference plane. The amount of change in height is measured, and the amount of change in height of the tip arm with respect to the reference plane is measured from the position of the light spot and the amount of change in height of the tip arm using the amount of deviation calculation means.

【0010】[0010]

【作用】各ティーチングポイントにおいてアームたわみ
量が変化すると、半透明板上に見える光点の重心位置が
カメラ位置に対して移動することから、光点の基準位置
に対する位置ずれ量をカメラ手段と画像位置演算手段に
より測定する。一方、アームたわみによる高さ変化量を
アーム高さの変化量測定ユニットを用いて測定する。そ
して、ロボット原点位置より各ティーチングポイントに
ロボットアームを移動させた場合に生じるロボット原点
位置に対しての相対的なアームたおれ角とたおれ方向と
を、測定した位置ずれ量とアーム高さ変化量とから導く
ことができる。
When the amount of arm deflection changes at each teaching point, the position of the center of gravity of the light spot visible on the semitransparent plate moves with respect to the camera position. It is measured by the position calculation means. On the other hand, the height change amount due to the arm deflection is measured using an arm height change amount measuring unit. Then, the relative arm tilt angle and tilt direction with respect to the robot origin position, which occurs when the robot arm is moved from the robot origin position to each teaching point, are measured as the positional deviation amount and the arm height change amount. Can be derived from.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の多関節ロボット
のアームたおれ量測定装置の外観を示している。ロボッ
ト取り付けの際に基準面となる取付面12に基台30を
設置し、第1旋回軸3を中心に水平面方向に旋回可能な
第1アーム2を基台30に設け、第1アーム2の先端に
位置する第2旋回軸5を中心に水平面方向に旋回可能な
第2アーム4を第1アーム2に設け、第2アーム4の先
端に上下動可能で水平面方向に旋回可能な工具軸6を持
つ水平多関節ロボットを例に実施例を説明する。このロ
ボットの第2アーム4の先端には、取付面12に対向す
る向きに画像取り込み用のカメラ手段7と、カメラ手段
7と取付面12との間に取付面12に平行に半透明板1
0とを取付けている。ロボットコントローラ1には、ロ
ボットの動作制御手段とカメラ画像位置演算手段とたお
れ量算出手段とを内蔵している。取付面12には平面度
の非常に高い精密定盤を使用し、取付面に対して上移動
可能な平面な反射板11を取付面上に設置してある。ま
た、取付面12上の反射板11に対してある角度で光束
15aを照射できる光源8を第2アーム4の根元位置に
取付けている。光源8から発した光束15aは、取付面
12上の反射板11を反射し、第2ア−ム4の先端の半
透明板10に光点を作る。一方、第2アーム4と反射板
11との間に生ずる高さ変化を測定するための治具17
と変位センサ14とをロボットの工具軸6に取付けてあ
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an external view of an arm deflection measuring device of an articulated robot of the present invention. The base 30 is installed on the mounting surface 12 that serves as a reference surface when the robot is mounted, and the first arm 2 that can swivel in the horizontal direction around the first swivel shaft 3 is provided on the base 30. The first arm 2 is provided with the second arm 4 which can be swiveled in the horizontal plane centering on the second swivel shaft 5 located at the tip, and the tip of the second arm 4 can be vertically moved and swivel in the horizontal plane. An embodiment will be described by taking a horizontal articulated robot having At the tip of the second arm 4 of this robot, camera means 7 for capturing images in a direction facing the mounting surface 12, and between the camera means 7 and the mounting surface 12 and in parallel with the mounting surface 12, the semitransparent plate 1 is provided.
0 and are attached. The robot controller 1 includes a robot motion control means, a camera image position calculation means, and a deflection amount calculation means. A precision surface plate having a very high degree of flatness is used for the mounting surface 12, and a flat reflecting plate 11 that can move upward relative to the mounting surface is installed on the mounting surface. Further, the light source 8 capable of irradiating the light flux 15 a at a certain angle with respect to the reflecting plate 11 on the mounting surface 12 is mounted at the base position of the second arm 4. The light beam 15 a emitted from the light source 8 is reflected by the reflection plate 11 on the mounting surface 12 to form a light spot on the semitransparent plate 10 at the tip of the second arm 4. On the other hand, a jig 17 for measuring a height change generated between the second arm 4 and the reflection plate 11.
And a displacement sensor 14 are attached to the tool shaft 6 of the robot.

【0012】図1で示した装置構成において、半透明板
10及び光源8の取付面12に対する高さは等しく、そ
の高さL0 は予め既知な寸法である(図2参照)。ま
た、光源8から照射される光束15aの水平面方向の向
きは、第2アーム4の先端方向に一致させる。ここで、
第2アーム4の光源取り付け位置と半透明板取り付け位
置との間で生じるアームのたわみ量は微小である。カメ
ラ画像位置演算手段は、第2アーム4のアーム前後方向
をY方向、第2アーム4に垂直なアーム左右方向をX方
向として、XY方向のカメラ画像位置を測定できる様に
校正してある。図3および図4に示す様に、上述した条
件において、カメラ手段7とカメラ画像位置演算手段と
によって、第1及び第2アームの原点位置において半透
明板10に写る光点9aに対して、アームを移動した場
合に生じる半透明板10に写る光点9cの第2アーム4
の前後方向の距離と左右方向の距離を測定する。さら
に、反射板11と第2アーム4との間に生ずる高さ変化
量を測定することで、第2アーム4の前後方向へのたお
れ角変化量θy と左右方向へのたおれ角変化量θx とを
算出することが可能となる。
In the apparatus configuration shown in FIG. 1, the semitransparent plate 10 and the light source 8 have the same height with respect to the mounting surface 12, and the height L 0 is a known dimension in advance (see FIG. 2). Further, the direction of the light beam 15a emitted from the light source 8 in the horizontal plane direction is made to coincide with the direction of the tip of the second arm 4. here,
The amount of bending of the arm between the light source mounting position of the second arm 4 and the semitransparent plate mounting position is very small. The camera image position calculation means is calibrated so that the camera image position in the XY directions can be measured with the arm front-rear direction of the second arm 4 as the Y direction and the arm left-right direction perpendicular to the second arm 4 as the X direction. As shown in FIGS. 3 and 4, under the above-described conditions, the camera means 7 and the camera image position calculation means perform the following operations on the light spot 9a projected on the semitransparent plate 10 at the origin positions of the first and second arms. The second arm 4 of the light spot 9c reflected on the semi-transparent plate 10 caused when the arm is moved.
Measure the distance in the front-back direction and the distance in the left-right direction. Further, by measuring the amount of change in height generated between the reflector 11 and the second arm 4, the amount of change in the deflection angle θ y of the second arm 4 in the front-rear direction and the amount of change in the deflection angle θ in the left-right direction are measured. It is possible to calculate x and.

【0013】図2はアームたおれ量測定の第1段階を示
す図である。第2アーム4の前後方向のアームたおれ角
変化量を求める為に、まずアーム原点位置での光源8か
ら照射される光束15aの反射板11への第2アーム4
の前後方向に対する入射角αを決定する。まず反射板1
1に照射した光束が反射して半透明板10に写る光点9
aの第2アーム4の前後方向の位置y1 を測定し、次に
反射板11と高さの違う反射板13に照射した光束の反
射光である光束15bの半透明板10に写る光点9bの
第2アーム4の前後方向の位置y2 を測定する。反射板
11の取付面12に対する高さをL1 ,反射板13の取
付面12に対する高さをL2 とすると、数1より入射角
αを求めることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the first stage of the arm deflection measurement. In order to obtain the amount of change in the arm deflection angle of the second arm 4 in the front-rear direction, first, the second arm 4 to the reflection plate 11 of the light beam 15a emitted from the light source 8 at the arm origin position.
The incident angle α with respect to the front-back direction is determined. First reflector 1
The light spot 9 reflected on the semi-transparent plate 10 by reflecting the luminous flux irradiated on
The position y 1 of the second arm 4 in the front-back direction is measured, and then the light spot of the light beam 15b, which is the reflected light of the light beam applied to the reflection plate 11 and the reflection plate 13 having a different height, is reflected on the semitransparent plate 10. The position y 2 of the second arm 4 of 9b in the front-rear direction is measured. When the height of the reflection plate 11 with respect to the mounting surface 12 is L 1 and the height of the reflection plate 13 with respect to the mounting surface 12 is L 2 , the incident angle α can be obtained from Equation 1.

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】第1及び第2アームが原点位置にある場合
において、反射板11を用いた場合に半透明板10に写
る光点9aの第2アーム4の前後方向の位置y1 と左右
方向の位置x1 をカメラ手段7及びカメラ画像位置演算
手段により測定する。さらに、工具軸6に取り付けた変
位センサ14が反射板11に対して測定可能な高さとな
るように工具軸6を位置決めする。そして、変位センサ
コントローラ16により変位センサ14・取付面12間
の距離h1 を測定する。
When the first and second arms are at the origin position, when the reflection plate 11 is used, the position y 1 of the light spot 9a reflected on the semitransparent plate 10 in the front-rear direction of the second arm 4 and the left-right direction. The position x 1 is measured by the camera means 7 and the camera image position calculation means. Further, the tool shaft 6 is positioned so that the displacement sensor 14 attached to the tool shaft 6 has a measurable height with respect to the reflection plate 11. Then, the displacement sensor controller 16 measures the distance h 1 between the displacement sensor 14 and the mounting surface 12.

【0016】次に、第1及び第2アームを任意の位置に
移動し、光源8から照射される光束15c(図3参照)
の反射可能な位置に反射板11を移動する。そしてこの
任意のアーム位置で、半透明板10に写る光点9cの第
2アーム4の前後方向の位置y3 と左右方向の位置x3
とをアーム原点位置での場合と同じくカメラ手段7とカ
メラ画像位置演算手段で測定する。さらに、アーム原点
位置の場合と同じ高さにロボット工具軸6を位置決めし
て、変位センサコントローラ16により変位センサ14
・取付面12間の距離h3 を測定する。
Next, the first and second arms are moved to arbitrary positions and the light beam 15c emitted from the light source 8 (see FIG. 3).
The reflector 11 is moved to a position where the reflection can be performed. Then, at this arbitrary arm position, the position y 3 in the front-rear direction and the position x 3 in the left-right direction of the second arm 4 of the light spot 9c reflected on the semi-transparent plate 10.
And are measured by the camera means 7 and the camera image position calculation means as in the case of the arm origin position. Further, the robot tool shaft 6 is positioned at the same height as in the case of the arm origin position, and the displacement sensor controller 16 causes the displacement sensor 14 to move.
・ Measure the distance h 3 between the mounting surfaces 12.

【0017】図3は、アーム原点位置に対するアーム移
動時の第2アーム4の前後方向のアームたおれ角を求め
る為のモデル図である。第2アーム4のたおれ角変化量
は微小であり、そのため半透明板10の取付面12に対
する角度変化量も微小となるので、アーム移動時であっ
ても、半透明板10は取付面12に対して平行であると
仮定できる。そこで、図3に示すように、光束15aと
光束15cとの様子を、それぞれ実線を斜辺とする2等
辺3角形と点線を斜辺とする2等辺3角形とでモデル化
した。ここでdy は第2アーム4の前後方向の測定値y
3 と測定値y1との差であり、h0 は変位センサ14・
反射板11間距離測定値h3 と測定値h1 との差であ
る。すなわち、図3に示す2つの2等辺3角形の底辺及
び高さの変化量である。第2アーム4の前後方向のたわ
み量変化によって生じるdy は、第2アーム4の前後方
向のたおれ角変化量θy と、第1及び第2アーム全体の
たわみによって生じる第2アーム4の反射板11に対す
る高さ変化量h0 とが要因となっている。よって、第2
アーム4の前後方向のたおれ角変化量θy は、第2アー
ム4の反射板11に対する高さ変化量h0 を考慮して、
数2によって求められる。
FIG. 3 is a model diagram for obtaining the arm deflection angle of the second arm 4 in the front-rear direction when the arm is moved with respect to the arm origin position. The amount of change in the sagging angle of the second arm 4 is small, and therefore the amount of change in the angle of the semi-transparent plate 10 with respect to the mounting surface 12 is also small. Therefore, the semi-transparent plate 10 remains on the mounting surface 12 even when the arm is moved. It can be assumed that they are parallel to each other. Therefore, as shown in FIG. 3, the states of the light flux 15a and the light flux 15c are modeled by an isosceles triangle having a solid line as a hypotenuse and an isosceles triangle having a dotted line as a hypotenuse. Here, d y is the measured value y in the front-back direction of the second arm 4.
3 is the difference between the measured value y 1 and h 0 is the displacement sensor 14.
This is the difference between the measured distance h 3 between the reflectors 11 and the measured value h 1 . That is, it is the amount of change in the base and height of the two isosceles triangles shown in FIG. The d y generated by the change in the amount of deflection of the second arm 4 in the front-rear direction is the amount of change in the deflection angle θ y in the front-rear direction of the second arm 4 and the reflection of the second arm 4 caused by the deflection of the first and second arms as a whole. The height change amount h 0 with respect to the plate 11 is a factor. Therefore, the second
The amount of change in the deflection angle θ y of the arm 4 in the front-rear direction is calculated in consideration of the amount of change in height h 0 of the second arm 4 with respect to the reflector 11.
It is calculated by Equation 2.

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】次に、図4を参照しながら、第2アーム4
の左右方向に対してのアームたおれ角変化量θx を求め
る手順を説明する。前述した様に、光点9aを発生させ
る光束15aの水平面方向の向きは、第2アーム4の先
端方向に一致させており、図4で示すカメラ画像位置演
算手段の座標系でのY方向である。光点9aに対する光
点9cの第2アーム4の左右方向の移動量dx は、第2
アーム4の左右方向のたおれ角変化量θx が要因となっ
ている。光束15aの第2アーム4の前後方向に対する
角度は鉛直であり、第2アーム4の左右方向のたおれ角
変化量θx も微小であるため、測定値dx に対する第2
アームの高さ変化量h0 の影響は無視できる。よって、
第2アーム4の左右方向のたおれ角の変化量θx は、数
3で求められる。
Next, referring to FIG. 4, the second arm 4
A procedure for obtaining the arm deflection angle variation amount θ x with respect to the left-right direction will be described. As described above, the direction of the light beam 15a that generates the light spot 9a in the horizontal direction is made to coincide with the direction of the tip of the second arm 4, and in the Y direction in the coordinate system of the camera image position calculation means shown in FIG. is there. The lateral movement amount d x of the second arm 4 of the light spot 9c with respect to the light spot 9a is equal to the second
The amount of change in the tilt angle of the arm 4 in the left-right direction θ x is a factor. Since the angle of the light beam 15a with respect to the front-rear direction of the second arm 4 is vertical, and the amount of change in the deflection angle θ x of the second arm 4 in the left-right direction is also small, the second value with respect to the measured value d x
The influence of the height change amount h 0 of the arm can be ignored. Therefore,
The amount of change θ x in the lateral deflection angle of the second arm 4 is obtained by Equation 3.

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】求めた第2アーム4の前後方向のたおれ角
変化量θy と左右方向のたおれ角変化量θx を用いるこ
とで、互いにある傾きを持って交わる2つの平面を示す
図5の様に、第2アーム4の反射板11に対するたおれ
角変化量θxyは、数4で求められる。
By using the amount of change in the longitudinal deflection angle θ y of the second arm 4 and the amount of the variation in the lateral deflection angle θ x , the two planes intersecting each other with a certain inclination are shown in FIG. In addition, the amount of change in the deflection angle θ xy of the second arm 4 with respect to the reflection plate 11 can be obtained by Equation 4.

【0022】[0022]

【数4】 [Equation 4]

【0023】また、たおれ角変化量θxyのカメラ画像位
置演算手段のX座標方向に対する向きβは、数5で求め
られる。
Further, the direction β of the camber angle change amount θ xy with respect to the X-coordinate direction of the camera image position calculation means can be obtained by the equation 5.

【0024】[0024]

【数5】 [Equation 5]

【0025】以上、入射角αの算出、第2アームの前後
方向のたおれ角の変化量θy の算出、第2アームの左右
方向のたおれ角の変化量θx の算出、第2アームのたお
れ角変化量θxyの算出、たおれ角変化量θxyのX座標方
向に対する向きβの算出は、既知データ(L0 、L1
2 )とカメラ画像位置演算手段及び変位センサコント
ローラにより測定されたデータ(y1 、y2 、y3 、x
1 、x3 、h1 、h3)とをもとに、上述した手順に従
い、ロボットコントローラに内蔵しているたおれ量算出
手段により算出される。
The above calculation of the angle of incidence alpha, the calculation of the variation theta y in the longitudinal direction of the tilt angle of the second arm, the calculation of the variation theta x in the lateral direction of the tilt angle of the second arm, fallen in the second arm The calculation of the angle change amount θ xy and the calculation of the direction β of the deflection angle change amount θ xy with respect to the X coordinate direction are performed using known data (L 0 , L 1 ,
L 2 ) and the data (y 1 , y 2 , y 3 , x measured by the camera image position calculation means and the displacement sensor controller)
Based on 1 , x 3 , h 1 , h 3 ), it is calculated by the deflection amount calculating means built in the robot controller according to the procedure described above.

【0026】この様に、水平多関節ロボットの場合、ロ
ボット工具軸6のたおれ角データは第2アーム4のたお
れ角データに依存されるので、第2アーム4のたおれ角
データを算出することで工具軸6のたおれ角データを求
めることができる。また、各たおれ角データの測定点に
おいてのロボットの現在座標(関節角度)をロボットコ
ントローラ1で読み取ることによって、ロボットの可動
範囲におけるアームたおれ量データベースを作成するこ
とも可能である。
As described above, in the case of the horizontal articulated robot, since the deflection angle data of the robot tool axis 6 depends on the deflection angle data of the second arm 4, it is possible to calculate the deflection angle data of the second arm 4. The deflection angle data of the tool shaft 6 can be obtained. Further, by reading the current coordinates (joint angle) of the robot at the measurement point of each deflection angle data with the robot controller 1, it is possible to create an arm deflection amount database in the robot movable range.

【0027】本実施例では、水平多関節ロボットの第2
アームのたおれ角変化量を例にとり測定を行ったが、先
端アームの取付面に対する角度を、アームが可動できる
任意の位置で制御できる機構をもつ多関節ロボットにお
いては、同様の測定を行える。また本実施例では、基準
面としての取付面を水平面としたが、基準面は、垂直面
でも、任意の傾きをもつ面でも構わない。
In this embodiment, the second horizontal articulated robot
The measurement was performed by taking the amount of change in the arm deflection angle as an example, but the same measurement can be performed in a multi-joint robot having a mechanism capable of controlling the angle of the tip arm with respect to the mounting surface at any position where the arm can move. Further, in the present embodiment, the mounting surface as the reference surface is a horizontal surface, but the reference surface may be a vertical surface or a surface having an arbitrary inclination.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によるロボットアームたおれ量測
定装置は、アーム側から照射される光束を基準面を介し
て反射させる方式を採用することで、アーム・基準面間
の距離を比較的大きく取れるので、微小なたおれ変化量
を精度よく測定することが可能である。また、ロボット
に付属のカメラ手段とカメラ画像位置演算手段とを用い
ることで、たおれ量測定用の専用のセンサ類を必要とし
なくて済む。
The robot arm deflection amount measuring device according to the present invention adopts a method of reflecting the light beam emitted from the arm side through the reference surface, so that the distance between the arm and the reference surface can be relatively large. Therefore, it is possible to accurately measure a minute amount of change in sagging. Further, by using the camera means and the camera image position calculation means attached to the robot, it is not necessary to use dedicated sensors for measuring the amount of sagging.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による多関節ロボットのアー
ムたおれ量測定装置の外観図である。
FIG. 1 is an external view of an arm deflection measuring device of an articulated robot according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による多関節ロボットのアー
ムたおれ量測定の第1段階を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first stage of arm deflection measurement of an articulated robot according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による第2アーム4の前後方
向のたおれ角を算出するモデル図である。
FIG. 3 is a model diagram for calculating a longitudinal deflection angle of a second arm 4 according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例による半透明板上の光点の移
動量を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a movement amount of a light spot on a semitransparent plate according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例による取付面に対する第2ア
ーム4のたおれ量を算出するモデル図である。
FIG. 5 is a model diagram for calculating the amount of sagging of the second arm 4 with respect to the mounting surface according to the embodiment of the present invention.

【図6】従来の多関節ロボットの構成モデル図である。FIG. 6 is a structural model diagram of a conventional articulated robot.

【図7】従来のアームたわみ量補正値の求め方を説明す
るフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a conventional method for obtaining an arm deflection amount correction value.

【符号の説明】 1 ロボットコントローラ 2 第1アーム 4 第2アーム 7 カメラ手段 8 光源 10 半透明板 11 反射板 12 取付面[Explanation of reference symbols] 1 robot controller 2 first arm 4 second arm 7 camera means 8 light source 10 semi-transparent plate 11 reflecting plate 12 mounting surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準面に対して平行移動可能な先端アー
ムを有する多関節ロボットにおいて、先端アームの根元
に取り付けられた光源と、基準面上に設置した反射板
と、アーム先端に取り付けた半透明板とを用い、光源か
ら照射された光束を反射板により反射して半透明板に光
点を写し、半透明板の上部に取り付けたカメラ手段と半
透明板に写る光点の位置測定可能なカメラ画像位置演算
手段とにより、カメラ視野方向に設置された半透明板上
に写る光点の位置を算出し、高さ変化量測定ユニットを
用いて基準面に対する先端アームの高さ変化量を測定
し、たおれ量算出手段を用いて、算出した光点の位置と
測定したアームの高さ変化量とから先端アームの基準面
に対するたおれ量を測定することを特徴とする多関節ロ
ボットのアームたおれ量測定装置。
1. A multi-joint robot having a tip arm that can move in parallel to a reference plane, a light source attached to the base of the tip arm, a reflector installed on the reference plane, and a half attached to the tip of the arm. Using a transparent plate, the luminous flux emitted from the light source is reflected by a reflection plate to image the light spot on the semitransparent plate, and the position of the light point projected on the semitransparent plate and the camera means mounted on the semitransparent plate can be measured. The camera image position calculation means calculates the position of the light spot on the semi-transparent plate installed in the camera view direction, and the height change amount measurement unit is used to calculate the height change amount of the tip arm with respect to the reference plane. The arm deflection of the multi-joint robot characterized by measuring the deflection amount with respect to the reference plane of the tip arm from the calculated position of the light spot and the measured change amount of the arm height by using the deflection amount calculation means. amount measuring device.
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