JPS59182076A - ロボツト据え付け誤差測定装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボット固有の座標系とロボットが作業をす
るロボット作業台（以下、単に作業台という。）の座標
系との間の据え伺は誤差を測定するためのロボット据え
付は誤差測定装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、ロボットを用いた作業は、ティーチングによって
教示データを作成し、それに基づいて制御されていたの
で、作業台の座標系とロボット固有の座標系との間の誤
差を渚慮する必要はなかった。

しかし、最近、ロボット言語の発達に伴ない、オフライ
ンで作成した数値データを用いてロボットを制御するロ
ボットの数値制御化が実現化されるようになって来た。

この場合、ロボットが数値データの通シに動く必要があ
るが、作業台の座標系とロボット固有の座標系の間に誤
差があれば、ロボットの動きは数値データの通りではな
くなる。

作業台の座標系とロボット固有の座標系との間の誤差を
測る従来例としては、列えば、平面−」−を動くロボッ
トと作業平面との間の相対位置を測定する装置があるが
、これは空間的（３次元的）々相対位置を測定すること
はできないという欠点があった。

なお、空間位置を測定する方法としては３次元測定機に
よるものがある寮。これは測定機の座標系での位置を求
めうるが、一般的にはロボット固有の座標系での位置を
求めることはできない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点をなくし、ロボット
固有の座標系とロボットの作業台の座標系との間の空間
的（３次元的）な据え付は誤差（変位）を経済的、効率
的に測定することができるロボット据え付は誤差測定装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明に係るロボット据え付は誤差測定装置の構成は、
ロボット据え付は誤差測定に係る、ロボット本体につい
ての指令位置データおよび同じくロボット作業台につい
ての作業台上位置データを記憶しておく測定位置記憶装
置と、上記の指令位置データ・作業台上位置データによ
る各位置間の距離を測定する距離測定装置と、その測定
データおよび上記の指令位置データ・作業台上位置デー
タに基づいてロボット本体およびロボット作業台の両座
種糸について各原点間の変位および各庁標軸間の回転変
位を計算する据え付は誤差計算装置とからなるようにし
／ヒものである。

なお、これを以下に補足・詳述する。

第１図は、ロボット固有の座標系とロボット作業台の座
標系の間の変位を表わす概念図、第２Ｆンｊは、ロボッ
ト本体の測定点とロボット作業台」二の測定点を表わす
概念図である。

い捷、第１図に示すように、ロボット固有の座標系の原
点を表わす位置ベクトルを０ＲＸＸｌ　）’＋２軸方向
の単位ベクトルをＸＲ２Ｙ　Ｒ＋　ＺＩ＋とし、作業台
の座標系の原点を表わす位置ベクトルをＱｗ、ｘ、ｙ、
ｚ軸方向の単位ベクトルをＸｗ。

Ｙｗ、Ｚｗとすると、座標原点間の変位は空間ベクトル
ｔの３成分を用いて表わすことができる。

また、座標軸間の回転変位θ、、θア、θ２はオイラー
角等の３成分を用いて表わすことができる。

しだがって、これら６個の量を求めれば、Ｉ］ボッ］固
有の座標系とロボット作業台の座標系との間の空間的な
相対誤差がわかることになる。

そのために、第２図に示すように、ロボット本体１と作
業台３との距離を測定する。この際、上記６個の量を求
めるためには６個以上の距離を測定する必要があるので
、ロボット制御装置２の制御でロボット本体１を数箇所
へ動かして作業台３上の１点との距離を測定するか、ロ
ボット本体１を動かさずて作業台上の数点（例えばＡ、
−Ｆ）とロボット本体１との距離を測定するか、または
上、、１２２方法を併用して６個以上の距離を測定する
。

測定し／こ距離から上記６個の変位量を計算する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第３図は、本発明に係るロボット据え付は誤差測定装置
の一実施例の構成図、第４図は、その据え刊は誤差計算
装置の内部で実行される計算の流れ図である。

とこて、■はロボット本体、２はロボット制御装（ｔ４
゛、３はロボットの作業台、４は本装置に係る距離測定
装置、５は同測定位置記憶装置、６は同据え付は誤差計
算装置である。

本実施例によると、以下の手順でロボット据え付は誤差
を測定するととができる。

（１）測定位置記憶装置５に、ロボット本体１に関する
測定用の指令位置を数点記憶させる。こｔｌはロボット
固有の座標系における位置である。

また、作業台３上の位置を数点記憶さぜる。これは作業
台の座標系における位置である。

（２）測定位置記憶装置５内のロボット本体１への指令
位置の１つをロボット制御装置２へ送り、ロボット本体
１を当該指令位置まで動かず。

（３）ロボット本体１が動いた後の位置と、測定位置記
憶装置５内の作業台３の位置に対応する実際の位置との
間の距離を距離測定器４を用いて測定する。

（４）上記（２）、　（３）の手順をくり返し、６個以
上の距離を測定する。この際、ロボット本体１へ６点以
上の指令をして作業台３上の１点との距ガｆを測定する
か、ロボット本体１へ１点のみ指令し作業台３上の６点
以上の点との距離を測定するか、丑たは」二部２方法を
併用して６個以上の距離を測定する。

（５）測定した距離と、測定位置記憶装置５内における
ロボノ）・本体１への指令位置及び作業台３」−の位置
テークとに基つき、据え付は誤差計算装置６でロボット
固有の座標系と作業台の座標系間の原点変位３個及び座
標軸の回転変位３個が３１算される。

以上によ広　ロボット据え付は誤差の測定は終了する。

第４図に示すとおシ、据え付は誤差計算装置６内で実行
される計算の流れは、捷ず、距離測定装置４で測定した
距離をエリア７に格納するとともに、測定位置記憶装置
５内のロボット本体１への指令位置をエリア８に、同じ
く作業台３上の位置をエリア９に格納しておき、演算部
１０が、各エリア７．８．９の中のデータを読み出し、
座標原点間の変位及び座標軸間の回転変位を計算し、そ
れぞれをエリア１．１．１２へ格納しておくというもの
である。それらの各計算データは必要に応じて外部へ送
出することかできる。

上記実施例のほか、本発明の枠を越えることなしに色々
な改良や変形があり得ることは勿論である。

例えば本発明では点間の距離を測定しているが、点間の
「ずれ」を空間の成分（座標成分）ことに測定すること
も可能である。この際には距離測定に比べて１回の測定
で３倍の情報が得られるので、測定回数が３分の１で済
むことになる。

更に方向変位、方向余弦等の「ずれ」も測定することに
すれば、距離測定に比べて１回の測定で６倍の情報が得
られ、測定回数は６分の１で済むことになる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ロボッ
ト固有の座標系とロボットが作業をする作業台の座標系
との間の据え付は誤差を効率的に測定することができる
ので、以下のように顕著な効果が得られる。

（１）　　ロボットとは別の座標系を持つ作業台上の点
での位置・姿勢とロボット固有の座標系での位置・姿勢
とが容易に関係付けられる。

（２）距離の測定のみで据え付は誤差が求するので、経
済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロボット固有の座標系と作業台の座標系との
間の変位を表わす概念図、第２図は、ロボット上の測定
点と作業台上の測定点を表わす概念図、第３図は、本発
明に係るロボット据え付は誤差測定装置の一実施例の構
成図、第４図は、その４１．Σえ伺は誤差計算装置の内
部で実行される計算の流れ図である。 １・・・ロボット、２・・・ロボット制御装置、３・・
ロボットの作業台、４・・・距離測定装置、５・・・測
定位置記憶装置、６・・・据え付は誤差計算装置。 ４２ 華ｌ　固 ｔ 第２　ロ ＄３　月 ＄４　目 （

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ］、ロボット据え付は誤差測定に係る、ロボット本体に
   ついての指令位置データおよび同じくロボット作業台に
   ついての作業台上位置データを記憶しておく測定位置記
   憶装置と、上記の指令位置データ・作業台上位置データ
   による各位置間の距離を測定する距離測定装置と、その
   測定データおよ０・上記の指令位置データ・作業台上位
   置データに基づいてロボット本体およびロボット作業台
   の両座種糸について各原点間の変位および各座標軸間の
   回転変位を計算する据え付は誤差計算装置とから構成し
   たロボット据え付は誤差測定装置。