CN110315530B - 校准精度的评价方法和评价装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供校准精度的评价方法和评价装置。校准精度的评价方法具有如下步骤:设定步骤,设定具有多个网格点的三维网格构造;移动指示步骤,使被校准的机器人的臂前端从三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动;计算步骤,对输出给机器人的移动指示值与机器人的臂前端实际移动的距离之差进行计算;重复控制步骤,使用1个网格点与其他网格点的网格点对以外的网格点对来重复进行规定的次数的移动指示步骤和计算步骤;以及提示步骤,对通过重复控制步骤获取的多个差进行提示。

Description

校准精度的评价方法和评价装置
技术领域
本发明涉及校准精度的评价方法和评价装置。
背景技术
作为多关节机器人,公知有6轴机器人。当在工厂等中组装6轴机器人的情况下,难以将机器人按照设计值进行组装,组装后的机器人大多具有组装误差。为了减小组装误差,通常要进行校准。在日本公开公报特开2013-39643号公报中,公开了对6轴机器人的轴间偏移的偏移量进行计测并对该偏移量进行校正的方法。
在日本公开公报特开2013-39643号公报中,公开了对6轴机器人的轴间偏移的偏移量进行计测并对该偏移量进行校正的方法,但未公开评价是否正确地进行了偏移的校正(校准)的方法。
发明内容
本发明的目的在于,提供能够简单地对机器人的校准精度进行评价的方法。
本发明的例示的1个方式的校准精度的评价方法对校准的精度进行评价,其中,该校准精度的评价方法具有如下步骤:设定步骤,设定具有多个网格点的三维网格构造;移动指示步骤,使被校准的机器人的臂前端从所述三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动;计算步骤,对输出给所述机器人的移动指示值与所述机器人的臂前端实际移动的距离之差进行计算;重复控制步骤,使用所述1个网格点与所述其他网格点的网格点对以外的网格点对来重复进行规定的次数的所述移动指示步骤和所述计算步骤;以及提示步骤,对通过所述重复控制步骤获取的多个所述差进行提示。
本发明的例示的1个方式的校准精度的评价装置对校准的精度进行评价,其中,该校准精度的评价装置具有:设定部,其设定具有多个网格点的三维网格构造;移动指示部,其使被校准的机器人的臂前端从所述三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动;计算部,其对从所述移动指示部输出给所述机器人的移动指示值与所述机器人的臂前端实际移动的距离之差进行计算;重复控制部,其使用所述1个网格点与所述其他网格点的网格点对以外的网格点对来重复进行规定的次数的基于所述移动指示部的移动和基于所述计算部的计算;以及提示部,其对通过所述规定的次数的重复而获取的多个所述差进行提示。
根据本发明的例示的实施方式,能够简单地对机器人的校准精度进行评价。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是本发明的实施方式的6轴机器人的立体图。
图2是图1所示的6轴机器人的左侧视图。
图3是在实施方式中使用的三维网格构造的局部立体图。
图4是在实施方式中使用的三维网格构造的整体立体图。
图5是示出校准精度的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下所说明的实施方式是作为本发明的实现手段的一例,应根据应用本发明的装置和系统的结构和各种条件而进行适当修正或者变更,本发明不限于以下的实施方式。
图1是本发明的实施方式的机器人1的立体图。为了便于说明,将图1的上方向称为Z方向,将左方向称为Y方向,将近前方向称为X方向。Z方向是机器人1的高度方向。另外,将与Z方向相反的方向称为下方,将与Z方向相同的方向称为上方。图2是图1所示的机器人1的左侧视图。
本实施方式的机器人1是能够用于规定的产品的组装和制造等的6轴机器人,例如,设置在装配线和生产线上来使用。如图1和图2所示,机器人1具有6个旋转关节部2A~2F和2个臂3A、3B。在以下的记载中,从机器人设置面4侧起依次将6个旋转关节部2A~2F称为第1旋转关节部2A、第2旋转关节部2B、第3旋转关节部2C、第4旋转关节部2D、第5旋转关节部2E以及第6旋转关节部2F。另外,从机器人设置面4侧起依次将两个臂3A、3B称为第1臂3A和第2臂3B。图1示出了机器人1向与机器人设置面4大致垂直的方向立起的状态。
机器人1具有构成机器人1的基端部分的支承部件5。支承部件5固定于设置面4。第1旋转关节部2A以能够相对转动的方式与支承部件5连结。
第1臂3A和第2臂3B形成为细长的圆筒状。第2臂3B的外径比第1臂3A的外径小。另外,第2臂3B的长度比第1臂3A的长度短。
第1旋转关节部2A与第2旋转关节部2B连结成能够相对转动,第2旋转关节部2B与第1臂3A的基端(下端)被固定。第1臂3A的前端与第3旋转关节部2C被固定,第3旋转关节部2C与第4旋转关节部2D连结成能够相对转动。第4旋转关节部2D与第2臂3B的下端连结成能够相对转动,第2臂3B的前端与第5旋转关节部2E被固定。第5旋转关节部2E与第6旋转关节部2F连结成能够相对转动。在第6旋转关节部2F上设置有安装部7,该安装部7能够将末端执行器等(未图示)安装成能够相对转动。
第1旋转关节部2A~第6旋转关节部2F分别具有:马达(未图示);减速器(未图示),其与马达连结;位置检测机构(未图示),其用于对马达的旋转位置进行检测;电路板(未图示),其与马达和位置检测机构电连接;以及外壳体6A~6F,它们收纳马达、减速器、位置检测机构以及电路板。各马达与对马达进行控制的控制器(未图示)无线或有线连接。
支承部件5与第1旋转关节部2A是通过将第1旋转关节部2A的输出侧部件(未图示)固定于支承部件5而连结的。以使第1旋转关节部2A的中心轴线10A与支承部件5的中心轴线一致的方式将支承部件5与第1旋转关节部2A连结。
第1旋转关节部2A与第2旋转关节部2B被连结成第1旋转关节部2A的中心轴线10A与第2旋转关节部2B的中心轴线10B垂直。另外,第1旋转关节部2A的外壳体6A与第2旋转关节部2B的凸缘部11B被直接固定。这样,以使第1旋转关节部2A的中心轴线10A与第2旋转关节部2B的中心轴线10B垂直的方式将第1旋转关节部2A与第2旋转关节部2B的凸缘部11B直接固定。另外,第1旋转关节部2A和第2旋转关节部2B能够相对于支承部件5以第1旋转关节部2A的中心轴线10A为转动轴进行转动。
第2旋转关节部2B与第1臂3A被连结成第2旋转关节部2B的中心轴线10B与第1臂3A的长度方向的中心轴线垂直。另外,第1臂3A的下端固定于第2旋转关节部2B的外壳体6B。
第1臂3A与第3旋转关节部2C被连结成第1臂3A的长度方向的中心轴线与第3旋转关节部2C的中心轴线10C垂直。另外,第1臂3A的前端固定于第3旋转关节部2C的外壳体6C。中心轴线10C与中心轴线10B平行。
第3旋转关节部2C与第4旋转关节部2D被连结成第3旋转关节部2C的中心轴线10C与第4旋转关节部2D的中心轴线10D垂直。另外,第4旋转关节部2D的外壳体6D的安装面9D与第3旋转关节部2C的凸缘部11C经由沿第3旋转关节部2C的中心轴线10C具有规定的厚度(长度)的连结部件12而固定。中心轴线10D与中心轴线10A位于同轴上。
第4旋转关节部2D与第2臂3B被连结成第4旋转关节部2D的中心轴线10D与第2臂3B的长度方向的中心轴线一致。另外,第2臂3B的下端固定于第4旋转关节部2D的凸缘部11D。
因此,第2臂3B能够相对于第1臂3A以第3旋转关节部2C的中心轴线10C为转动轴进行转动。
第2臂3B与第5旋转关节部2E被连结成第2臂3B的长度方向的中心轴线与第5旋转关节部2E的中心轴线10E垂直。另外,第2臂3B的前端固定于第5旋转关节部2E的外壳体6E。中心轴线10E与中心轴线10B和中心轴线10C平行。
第5旋转关节部2E与第6旋转关节部2F被连结成第5旋转关节部2E的中心轴线10E与第6旋转关节部2F的中心轴线10F垂直。另外,第6旋转关节部2F的外壳体6F的安装面9F与第5旋转关节部2E的凸缘部11E直接固定。
因此,第2臂3B能够在包含第1旋转关节部2A的中心轴线10A的平面上进行转动,其中,该第2臂3B能够相对于第1臂3A以第3旋转关节部2C的中心轴线10C为转动轴进行相对转动。另外,第2臂3B比第1臂3A短,以使得在第2臂3B以中心轴线10C为中心进行转动时第1旋转关节部2A与第5旋转关节部2E不会发生干涉。
在工厂等中组装机器人的情况下,作业人员难以按照设计值组装机器人,在组装后,制作出包含组装误差的机器人。通常,为了减少组装误差而进行校准。图1和图2所示的机器人是进行了校准后的机器人。校准的各种方法是公知的,因此在本说明书中不进行详细说明。
在本实施方式中,以下对评价是否以期望的精度进行了校准的方法进行说明。
根据机器人1的末端执行器安装部7是否按照输出给机器人1的移动指示进行移动,对校准的精度进行评价。在本实施方式中,使用激光追踪器作为对末端执行器安装部7的位置进行计测的计测器。对从激光追踪器发出的激光进行反射的镜子安装于末端执行器安装部7上的位置M。位置M可以被称为机器人的臂前端的位置或者工具中心位置。
在本实施方式中,首先,设定具有图3所示那样的多个网格点(点01~点18)的三维网格构造JG。
在从点10观察的情况下,点01位于在Z+方向上与点10相距100mm的位置。点02位于在X+方向上与点01相距150mm的位置。点03位于在X+方向上与点02相距150mm的位置。点04位于在Y+方向上与点03相距150mm的位置。点05位于在X-方向上与点04相距150mm的位置。点06位于在X-方向上与点05相距150mm的位置。点07位于在Y+方向上与点06相距150mm的位置。点08位于在X+方向上与点07相距150mm的位置。点09位于在X+方向上与点08相距150mm的位置。点10~点18分别位于在Z-方向上与点01~点09相距100mm的位置。
另外,在实际的校准评价中使用的三维网格构造(图4)具有比图3所示的网格点多的网格点而构成,但在图3中,为了便于说明,仅示出18个网格点。
在设定三维网格构造JG然后,使机器人1的末端执行器安装部7(更具体而言是安装于位置M的镜子。即机器人臂前端)移动到点01,利用激光追踪器对点01的位置进行计测。然后,使机器人臂前端沿X+方向移动150.00mm。此时,从控制器向机器人1发送“沿X+方向移动150.00mm”这样的移动指示(移动指示值为150.00mm)。根据该移动指示,机器人臂前端(位置M)从点01移动到点02。然后,利用激光追踪器对移动到点02的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点01的位置与移动到点02的机器人臂前端的位置的距离进行计算。即,对机器人1的臂前端实际移动的距离进行计算。该计算例如由激光追踪器进行。在图3的例子中,从点01向点02的实际的臂前端移动距离为150.133mm。若对输出给机器人1的移动指示值(150.00mm)与臂前端实际移动的距离之差进行计算时,则该差为0.133mm。即,校准后的机器人1的移动精度(即校准精度)为0.133mm。校准精度“0.133mm”是“相对于150.00mm移动指示的精度”。校准精度“0.133mm”是通过2个网格点(点01与点02)的网格点对而求出的校准精度。
接下来,使机器人臂前端从点02移动到点03。此时,从控制器向机器人1发送“沿X+方向移动150.00mm”这样的移动指示。根据该移动指示,机器人臂前端从点02移动到点03。然后,利用激光追踪器对移动到点03的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点02的位置与移动到点03的机器人臂前端的位置的距离进行计算。在图3的例子中,从点02向点03的实际的臂前端移动距离为150.138mm。因此,校准精度为0.138mm。该校准精度“0.138mm”也是“相对于150.00mm移动指示的精度”。校准精度“0.138mm”是通过最初的网格点对(点01和点02)以外的网格点对(点02和点03)而求出的校准精度。
接下来,使机器人臂前端从点03移动到点04。此时,从控制器向机器人1发送“沿Y+方向移动150.00mm”这样的移动指示。根据该移动指示,机器人臂前端从点03移动到点04。然后,利用激光追踪器对移动到点04的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点03的位置与移动到点04的机器人臂前端的位置的距离进行计算。在图3的例子中,从点03向点04的实际的臂前端移动距离为150.111mm。因此,校准精度是0.111mm。该校准精度“0.111mm”也是“相对于150.00mm移动指示的精度”。
通过同样的步骤,使机器人臂前端从点04依次移动至点09,对校准精度进行计算。在图3的例子中,通过从点04向点05的臂前端移动而获得的校准精度为0.135mm。通过从点05向点06的臂前端移动而获得的校准精度为0.077mm。通过从点06向点07的臂前端移动而获得的校准精度为0.006mm。通过从点07向点08的臂前端移动而获得的校准精度为0.054mm。通过从点08向点09的臂前端移动而获得的校准精度为0.073mm。
这样,使用8个网格点对,对输出给机器人的移动指示值与机器人1的臂前端实际移动的距离之差进行重复计算,由此能够获取8个“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。
并且,通过同样的步骤,使机器人臂前端从点09向点04移动,对校准精度进行计算。在图3的例子中,通过从点09向点04的臂前端移动而获得的校准精度为0.058mm。另外,使机器人臂前端从点08向点05移动,对校准精度进行计算。通过从点08向点05的臂前端移动而获得的校准精度为0.023mm。另外,使机器人臂前端从点05向点02移动,对校准精度进行计算。通过从点05向点02的臂前端移动而获得的校准精度为0.088mm。另外,使机器人臂前端从点06向点01移动,对校准精度进行计算。通过从点06向点01的臂前端移动而获得的校准精度为0.069mm。这样,获得了4个“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。
因此,在点01-点03-点09-点07-点01的平面上,能够获得总计12个“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。
接下来,使机器人臂前端移动到点10,从点10起依次移动至点18,对校准精度进行计算。在图3的例子中,通过从点10向点11的臂前端移动而获得的校准精度为0.193mm。通过从点11向点12的臂前端移动而获得的校准精度为0.180mm。通过从点12向点13的臂前端移动而获得的校准精度为0.126mm。通过从点13向点14的臂前端移动而获得的校准精度为0.148mm。通过从点14向点15的臂前端移动而获得的校准精度为0.092mm。通过从点15向点16的臂前端移动而获得的校准精度为0.010mm。通过从点16向点17的臂前端移动而获得的校准精度为0.088mm。通过从点17向点18的臂前端移动而获得的校准精度为0.071mm。并且,通过从点18向点13的移动、从点17向点14的移动、从点14向点11的移动以及从点15向点10的移动获取“相对于150.00mm移动指示的校准精度”。因此,在点10-点12-点18-点16-点10的平面上,能够获取总计12个“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。
这样,若使用图3所示的三维网格构造,则能够获取24个“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。
接下来,使机器人臂前端移动到点01,利用激光追踪器对点01的位置进行计测。然后,使机器人臂前端沿Z-方向移动100.00mm。此时,从控制器向机器人1发送“沿Z-方向移动100.00mm”这样的移动指示。根据该移动指示,机器人臂前端从点01移动到点10。然后,利用激光追踪器对移动到点10的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点01的位置与移动到点10的机器人臂前端的位置的距离进行计算。即,对机器人臂前端实际移动的距离进行计算。在图3的例子中,从点01向点10的实际的臂前端移动距离为100.243mm。因此,校准后的机器人1的移动精度(即校准精度)为0.243mm。校准精度“0.243mm”是“相对于100.00mm移动指示的精度”。
接下来,使机器人臂前端移动到点02,利用激光追踪器对点02的位置进行计测。然后,使机器人臂前端从点02移动到点11。此时,从控制器向机器人1发送“沿Z-方向移动100.00mm”这样的移动指示。根据该移动指示,机器人臂前端从点02移动到点11。然后,利用激光追踪器对移动到点11的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点02的位置与移动到点11的机器人臂前端的位置的距离进行计算。在图3的例子中,从点02向点11的实际的臂前端移动距离为100.232mm。因此,校准精度为0.232mm。该校准精度“0.232mm”也是“相对于100.00mm移动指示的精度”。
接下来,使机器人臂前端移动到点03,利用激光追踪器对点03的位置进行计测。然后,使机器人臂前端从点03移动到点12。此时,从控制器向机器人1发送“沿Z-方向移动100.00mm”这样的移动指示。根据该移动指示,机器人臂前端从点03移动到点12。然后,利用激光追踪器对移动到点12的机器人臂前端的位置进行计测。然后,对点03的位置与移动到点12的机器人臂前端的位置的距离进行计算。在图3的例子中,从点03向点12的实际的臂前端移动距离为100.133mm。因此,校准精度为0.133mm。该校准精度“0.133mm”也是“相对于100.00mm移动指示的精度”。
通过同样的步骤,使机器人臂前端从点04起依次移动至点13,对校准精度进行计算。在图3的例子中,通过从点04向点13的臂前端移动而获得的校准精度为0.139mm。通过从点05向点14的臂前端移动而获得的校准精度为0.191mm。通过从点06向点15的臂前端移动而获得的校准精度为0.173mm。通过从点07向点16的臂前端移动而获得的校准精度为0.178mm。通过从点08向点17的臂前端移动而获得的校准精度为0.195mm。通过从点09向点18的臂前端移动而获得的校准精度为0.046mm。
这样,能够获取9个“相对于100.00mm移动指示的校准精度”的值。
另外,在图3的三维网格构造JG中,当使机器人臂前端从点01移动至点03时,能够获取“相对于300.00mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点01移动至点05时,能够获取“相对于212.13mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点01移动至点15时,能够获取“相对于180.28mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点01移动至点14时,能够获取“相对于234.52mm移动指示的校准精度”的值。
如上所述,在本实施方式的校准评价中使用的三维网格构造JG具有比图3所示的网格点多的网格点。因此,通过使用在图3中未示出的网格点,能够获取比上述的数量多的“相对于150.00mm移动指示的校准精度”的值。另外,也能够获取比上述的数量多的“相对于100.00mm移动指示的校准精度”的值。例如,三维网格构造JG在X轴+方向上在点18的横向右侧150.00mm处具有1个网格点。另外,在Y轴-方向上,在点10的里侧具有8个网格点。在Z轴+方向上,在点07的上方具有2个网格点。在图4中示出这样的三维网格构造JG。由图3的点01-点10-点16-点07-点01规定的平面是图4的面S1。由图3的点02-点11-点17-点08-点02规定的平面是图4的面S2。由图3的点03-点12-点18-点09-点03规定的平面是图4的面S3。面S4是与面S3相同的面,在X轴+方向上与面S3相距150mm。若使用图4的三维网格构造JG,则能够获取33个×4=132个“相对于100.00mm移动指示的校准精度”的值(从面S1~面S4的各个面各获取33个)。
在图4的三维网格构造JG中,当使机器人臂前端从点16移动至点P1(点18的横向右侧的点)时,能够获取“相对于450.00mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点16移动至点P2(点07的上方的点)时,能够获取“相对于200.00mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点16移动至点P3(点P2的上方的点)时,能够获取“相对于300.00mm移动指示的校准精度”的值。当使机器人臂前端从点15移动至点P2时,能够获取“相对于250.00mm移动指示的校准精度”的值。因此,若使用三维网格构造JG的网格点中的相距规定的距离的2个网格点(网格点对),则能够获取将该规定的距离作为移动指示值的校准精度。另外,不需要使用所有的三维网格构造JG所包含的多个网格点来获取校准精度。只要获取对于判定校准精度是否良好来说足够的数量的校准精度的值即可。
当用曲线图来表示使用图4的三维网格构造JG而获取的校准精度时,成为图5那样。图5的纵轴表示移动指示值与臂前端实际移动的距离之差。图5的横轴表示移动指示值。图5的◇标绘出使用图4的三维网格构造JG而获取的校准精度的值(移动指示值与臂前端实际移动的距离之差)。在图5中,作为一例,用◇标绘出移动指示值为100mm、150mm、180.28mm、200mm、234.52mm、250mm以及300mm的情况下的校准精度。
这样,在本实施方式中,使用多个网格点对,对输出给机器人的移动指示值与机器人臂前端实际移动的距离之差进行重复计算,并像图5那样提示该差。该提示例如通过在控制器的显示部显示图5的曲线图来进行。
在使机器人臂前端从某点移动到另一点的情况下的移动误差的容许值为0.1mm的情况下,对图5的纵轴的“差”的值是否在+0.1mm至-0.1mm的范围内进行观察。若图5所示的“差”在+0.1mm至-0.1mm的范围内,则能够进行校准的精度足够高这样的评价。如果不是这样,则进行校准的精度不足的评价。在该情况下,再次进行校准(进行校准直至图5所示的“差”在+0.1mm至-0.1mm的范围内)。
例如,在托盘上以150mm的间隔放置多个部件。将多个部件所处的位置称为第1位置、第2位置、第3位置、…。另外,机器人移动150mm的校准精度为0.1mm以下。在该情况下,首先,向机器人示教第1位置。然后,使机器人拾取第1位置的部件。然后,在使机器人拾取第2位置的部件的情况下,不需要向机器人示教第2位置。只要向机器人发出从第1位置移动150mm并拾取部件这样的指示即可。只要校准精度为0.1mm以下,机器人就能够正确地拾取第2位置的部件。
如图5所示,在移动指示值为100.00mm至200.00mm的范围中,校准精度为0.1mm以下,但在移动指示值为234.52mm至300.00mm的范围中,校准精度超过0.1mm。因此,在计算校准精度的时刻下,如果机器人1的臂前端移动距离为200mm以内,则可以说能够正确地运送部件(移动距离的容许值为0.1mm的情况)。如果在想要使用机器人1而机器人1的臂前端移动距离为250mm以上的情况下,则可以说在当前时刻下的校准精度下,有可能相对于移动指示值偏离0.1mm以上,因此对机器人的臂前端的位置相对于移动指示值偏离的情况进行示教。这样,根据校准的评价结果,可知机器人1的臂能够高精度地移动的范围(高精度移动范围)。如果输出给机器人1的移动指示值在高精度移动范围内,则不需要向机器人1进行示教,因此不需要进行多余的示教作业。
根据本实施方式,通过对机器人的臂前端的移动距离进行计测,能够评价机器人的校准精度。即,在本实施方式中,在对校准精度进行评价时,不使用所谓的绝对精度,而使用相对精度。在使用绝对精度的情况下,需要使机器人所具有的坐标与位置测定设备(激光追踪器)的坐标一致,但使机器人所具有的坐标与位置测定设备的坐标一致是非常困难的。例如,在机器人坐标与激光追踪器坐标之间的转换矩阵中,包含激光的位置、机器人的位置、计算误差等许多参数,因此有时无法进行正确的转换。在本实施方式中,仅根据使机器人的臂前端从三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动时的移动距离来对校准精度进行评价。即,不使用绝对精度,而使用相对精度对校准精度进行评价。因此,根据本实施方式,能够容易对校准精度进行评价。如果根据移动距离对校准精度进行评价,则机器人的坐标系的精度就不会成为问题。
在图3中,也可以在使机器人臂前端从点01依次移动至点09而获取校准精度之后,使机器人臂前端从点09向点01沿反方向依次移动而获取校准精度。这是因为,例如设想成使机器人臂前端从点01移动到点02而获取的校准精度与使机器人臂前端从点02移动到点01而获取的校准精度不相同。
在上述的本实施方式中,使用6轴机器人对校准精度进行计算并进行提示,但本实施方式的应用不限于6轴机器人。只要是具有臂的机器人,就能够应用本实施方式。
另外,使用激光追踪器来作为位置计测器,但也可以使用其他位置计测器。
在上述的实施方式中,使机器人臂前端从点01依次移动到点09而获取校准精度,但机器人臂前端的移动顺序不限于这样的移动顺序。例如也可以使机器人臂前端首先从点01移动到点06而获取校准精度。在该情况下,例如,机器人臂前端在从点01向点06移动之后,分别移动到点07、点08、点05、点02、点03、点04以及点09。
在上述的实施方式中,使三维网格构造JG的网格点彼此的间隔在X轴方向和Y轴方向上为150.00mm,在Z轴方向上为100.00mm,但这只是一例。例如,也可以使X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的网格点间隔全部为100.00mm。在该情况下,三维网格构造JG为立方体形状。另外,三维网格构造JG的网格点间隔也可以依照对校准的精度进行评价的机器人的尺寸来进行调整。例如,在动作区域宽的大型机器人的情况下,三维网格构造JG的网格点间隔为几厘米单位。另一方面,在动作区域窄的小型机器人的情况下,三维网格构造JG的网格点间隔为几毫米单位。

Claims (6)

1.一种校准精度的评价方法,对校准的精度进行评价,其特征在于,
该校准精度的评价方法具有如下步骤:
设定步骤,设定具有多个网格点的三维网格构造;
移动指示步骤,使被校准的机器人的臂前端从所述三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动;
计算步骤,对输出给所述机器人的移动指示值与所述机器人的臂前端实际移动的距离之差进行计算;
重复控制步骤,使用所述1个网格点与所述其他网格点的网格点对以外的网格点对来重复进行规定的次数的所述移动指示步骤和所述计算步骤;以及
提示步骤,对通过所述重复控制步骤获取的多个所述差进行提示,
仅根据使所述机器人的所述臂前端从所述三维网格构造的所述1个网格点向相距规定的距离的所述其他网格点移动时的移动距离来对校准精度进行评价,
在所述差处于预先确定的容许值的范围外的情况下,再次在所述三维网格构造中仅根据使所述机器人的所述臂前端从所述三维网格构造的所述1个网格点向相距规定的距离的所述其他网格点移动时的移动距离来对校准精度进行评价。
2.根据权利要求1所述的校准精度的评价方法,其特征在于,
使用所述三维网格构造的所有网格点对来执行所述重复控制步骤。
3.根据权利要求1或2所述的校准精度的评价方法,其特征在于,
该校准精度的评价方法还具有如下的获取步骤:使用激光追踪器来获取所述机器人的臂前端实际移动的距离。
4.根据权利要求1或2所述的校准精度的评价方法,其特征在于,
变更所述规定的距离,重复执行至少1次所述移动指示步骤至所述提示步骤。
5.根据权利要求1或2所述的校准精度的评价方法,其特征在于,
所述机器人是6轴机器人。
6.一种校准精度的评价装置,其对校准的精度进行评价,其特征在于,
该校准精度的评价装置具有:
设定部,其设定具有多个网格点的三维网格构造;
移动指示部,其使被校准的机器人的臂前端从所述三维网格构造的1个网格点向相距规定的距离的其他网格点移动;
计算部,其对从所述移动指示部输出给所述机器人的移动指示值与所述机器人的臂前端实际移动的距离之差进行计算;
重复控制部,其使用所述1个网格点与所述其他网格点的网格点对以外的网格点对来重复进行规定的次数的基于所述移动指示部的移动和基于所述计算部的计算;以及
提示部,其对通过所述规定的次数的重复而获取的多个所述差进行提示,
仅根据使所述机器人的所述臂前端从所述三维网格构造的所述1个网格点向相距规定的距离的所述其他网格点移动时的移动距离来对校准精度进行评价,
在所述差处于预先确定的容许值的范围外的情况下,再次在所述三维网格构造中仅根据使所述机器人的所述臂前端从所述三维网格构造的所述1个网格点向相距规定的距离的所述其他网格点移动时的移动距离来对校准精度进行评价。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112917511B (zh) * 2019-12-06 2022-08-02 中国科学院沈阳自动化研究所 机器人关节运动精度测量方法
DE102020208961B3 (de) 2020-07-17 2021-11-18 Rethink Robotics Gmbh Verfahren zur Ausrichtung eines Roboterarms
CN112605992A (zh) * 2020-12-09 2021-04-06 中山大学 一种双臂机器人的循环运动控制方法及装置
WO2023013739A1 (ja) * 2021-08-04 2023-02-09 京セラ株式会社 ロボット制御装置、ロボット制御システム、及びロボット制御方法
WO2023054751A1 (ko) * 2021-09-28 2023-04-06 한국생산기술연구원 윤곽제어 알고리즘을 이용한 로봇 제어 방법
CN115781698B (zh) * 2023-02-06 2023-04-04 广东省科学院智能制造研究所 分层式手眼标定机器人运动位姿自动生成方法、系统、设备和介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2983941B2 (ja) * 1997-11-11 1999-11-29 川崎重工業株式会社 3次元自動計測装置用計測誤差補正方法
CN101842189A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社牧野铣床制作所 误差映象的生成方法及装置,以及具有误差映象生成功能的数值控制机床
JP2013039643A (ja) * 2011-08-18 2013-02-28 Denso Wave Inc 6軸ロボットの軸間オフセット検出方法
CN105722639A (zh) * 2013-10-30 2016-06-29 业纳自动化技术有限公司 用于检测和校正被固持在定位装置中的工件的空间位置的方法和设备
CN106546170A (zh) * 2016-10-13 2017-03-29 同济大学 一种机器人运动轨迹关键点误差测量方法
CN107443375A (zh) * 2017-07-20 2017-12-08 深圳市同川科技有限公司 机器人原点标定方法、装置、存储介质和计算机设备
CN107443370A (zh) * 2017-07-07 2017-12-08 浙江大学 一种基于四阶矩估计的工业机器人可靠性计算方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001000370A1 (de) * 1999-06-26 2001-01-04 Kuka Schweissanlagen Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von robotermessstationen, manipulatoren und mitgeführten optischen messeinrichtungen
KR100485348B1 (ko) * 2002-07-09 2005-04-27 삼성전자주식회사 로봇의 캘리브레이션 방법
JP2007061979A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Sharp Corp ロボットアームの視覚センサ補正方法およびコンピュータプログラム
JP4982150B2 (ja) * 2006-10-30 2012-07-25 信越化学工業株式会社 ロボットの移動システム
JP4418841B2 (ja) * 2008-01-24 2010-02-24 キヤノン株式会社 作業装置及びその校正方法
US8706300B2 (en) * 2009-02-03 2014-04-22 Fanuc Robotics America, Inc. Method of controlling a robotic tool
JP2012104153A (ja) * 2012-01-27 2012-05-31 Makino Milling Mach Co Ltd エラーマップ作成方法及び装置並びにエラーマップ作成機能を有した数値制御工作機械
JP5670416B2 (ja) * 2012-12-28 2015-02-18 ファナック株式会社 ロボットシステム表示装置
JP2015174191A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 株式会社安川電機 ロボットシステム、ロボットシステムのキャリブレーション方法およびロボットシステムの位置補正方法
US10525597B2 (en) * 2014-11-21 2020-01-07 Seiko Epson Corporation Robot and robot system
WO2016154995A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Abb Technology Ltd Method for industrial robot commissioning, industrial robot system and control system using the same
JP2017077609A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 ファナック株式会社 ロボットの手首部の機構パラメータを校正する校正装置および校正方法
JP6396516B2 (ja) * 2017-01-12 2018-09-26 ファナック株式会社 視覚センサのキャリブレーション装置、方法及びプログラム
JP6490112B2 (ja) * 2017-01-17 2019-03-27 ファナック株式会社 ロボット制御装置
JP6301045B1 (ja) * 2017-03-09 2018-03-28 三菱電機株式会社 ロボット制御装置およびキャリブレーション方法
WO2019162732A1 (en) * 2018-02-26 2019-08-29 National Research Council Of Canada Kit and method for calibrating large volume 3d imaging systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2983941B2 (ja) * 1997-11-11 1999-11-29 川崎重工業株式会社 3次元自動計測装置用計測誤差補正方法
CN101842189A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社牧野铣床制作所 误差映象的生成方法及装置,以及具有误差映象生成功能的数值控制机床
JP2013039643A (ja) * 2011-08-18 2013-02-28 Denso Wave Inc 6軸ロボットの軸間オフセット検出方法
CN105722639A (zh) * 2013-10-30 2016-06-29 业纳自动化技术有限公司 用于检测和校正被固持在定位装置中的工件的空间位置的方法和设备
CN106546170A (zh) * 2016-10-13 2017-03-29 同济大学 一种机器人运动轨迹关键点误差测量方法
CN107443370A (zh) * 2017-07-07 2017-12-08 浙江大学 一种基于四阶矩估计的工业机器人可靠性计算方法
CN107443375A (zh) * 2017-07-20 2017-12-08 深圳市同川科技有限公司 机器人原点标定方法、装置、存储介质和计算机设备

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