DE102018124478A1

DE102018124478A1 - Messsystem

Info

Publication number: DE102018124478A1
Application number: DE102018124478.9A
Authority: DE
Inventors: Yuelai WANG; Soichi Arita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2038-10-05
Also published as: CN109648603B; JP6622775B2; CN109648603A; US20190111564A1; JP2019072780A; DE102018124478B4; US10744645B2

Abstract

Ein Messsystem umfasst eine Vielzahl von Reflektoren (31a, 31b, 31c) eines Roboters (2), eine Messvorrichtung (40), die einen Laserkopf (41) aufweist, der einen Laserstrahl hin zu den Reflektoren emittiert und ein reflektiertes Licht von den Reflektoren empfängt, und eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs (41) verändert, eine Robotersteuervorrichtung (2), die den Roboter (2) basierend auf dem Kalibrierbetriebsprogramm (20) steuert, das den distalen Endabschnitt des Roboters (2) an einer Vielzahl von Messpositionen zum Ausführen der Kalibrierung sequentiell platziert, und ein Kopfantriebssteuermittel, das Steuerungskoordinatendaten von einem beliebigen der Vielzahl von Reflektoren empfängt, das zu der Zeit des sequentiellen Platzierens des distalen Endabschnitts des Roboters (2) an der Vielzahl von Messpositionen verwendet wird, und das ein Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs (41) zu der Kopfantriebseinrichtung unter Verwendung der empfangenen Steuerungskoordinatendaten sendet.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und insbesondere ein Messsystem, das zum Durchführen einer Kalibrierung der Position eines distalen Endabschnitts eines Roboters verwendet wird.
[Allgemeiner Stand der Technik]
In letzter Zeit werden die Aufgaben, die ein Roboter an einem tatsächlichen Montageplatz durchzuführen hat (Arbeitsvorgänge des Roboters), durch Offline-Anlernen eingestellt, um die Zeit zu verkürzen, die zum Einstellen des Roboters an dem tatsächlichen Montageplatz erforderlich ist.
Bei dem Offline-Anlernen werden ein Modell des Roboters, ein Modell der Ausrüstung, die sich an dem Montageplatz um den Roboter herum befindet, ein Modell eines Werkstücks und Ähnliches in einer Simulationseinrichtung eingestellt, und für den Roboter wird an dem Montageplatz ein Betriebsprogramm in der Simulationseinrichtung erstellt.
Aufgrund von Montagefehlern, dem Einfluss der Schwerkraft oder Ähnlichem ist eine tatsächliche Position des distalen Endabschnitts des Roboters leicht unterschiedlich von der Position des distalen Endabschnitts des Roboters, die von der Simulationseinrichtung berechnet wird. Solche Unterschiede variieren abhängig von der Größe des Roboters, dem Gewicht des Werkstücks, das von dem Roboter manipuliert wird, und Ähnlichem, und die Abweichungen können in einigen Fällen ungefähr 5 mm sein. Aus diesem Grund kann, wenn der Roboter an dem Montageplatz von dem Betriebsprogramm, das durch Offline-Anlernen erstellt wird, ohne irgendwelche Abwandlungen betrieben wird, ein Versagen auftreten.
Aus den obigen Gründen wird der Unterschied zwischen der Position des distalen Endabschnitts des Roboters an dem Montageplatz und einer Position gemessen, die von dem Betriebsprogramm beabsichtigt ist, und eine Korrektur (Kalibrierung) des Betriebsprogramms wird basierend auf dem Messergebnis durchgeführt.
Es ist ein Messsystem zum Messen der Position eines distalen Endabschnitts eines Roboters bekannt, und das Messsystem verwendet eine Messvorrichtung zum Messen einer Position einer Reflektoreinheit (siehe z. B. Patentliteratur 1 (PTL 1)). Diese Reflektoreinheit weist drei Wellen auf, die an dem distalen Endabschnitt des Roboters derart befestigt sind, dass Längsachsen der Wellen rechte Winkel zueinander bilden, und sechs Reflektoren, die jeweils an beiden Enden der Wellen angebracht sind.
[Entgegenhaltungsliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1]
Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung Veröffentlichung Nummer 2017-019072
[Kurzdarstellung der Erfindung]
[Technische Aufgabe]
Die sechs Reflektoren, die in dem Messsystem verwendet werden, weisen eine kugelförmige Form auf, und ein Winkelbereich von 120° in Bezug auf die Mitte der Kugel wird als ein Einfallsbereich eingestellt. In jedem der Reflektoren, die die kugelförmige Form aufweisen, wird außerdem der Einfallsbereich an einer Position vorgesehen, die hin zu der Außenseite der Reflektoreinheit gerichtet ist. Solche Reflektoren sind jeweils an beiden Enden von jeder der drei Wellen angebracht, die einander in rechten Winkeln schneiden. Entsprechend wird, sogar wenn der distale Endabschnitt des Roboters eine beliebige Stellung einnimmt, ein Laserstrahl aus der Messvorrichtung von einem beliebigen der Reflektoren reflektiert. Das heißt, das Messsystem ist derart ausgestaltet, dass, sogar wenn der distale Endabschnitt des Roboters eine beliebige Stellung einnimmt, die Position des distalen Endabschnitts des Roboters von der Messvorrichtung gemessen werden kann.
Die Messvorrichtung misst die Position des distalen Endabschnitts des Roboters, auf dem die Reflektoren angebracht sind, basierend auf einem Emissionswinkel eines Laserstrahls, einer Phase des reflektierten Lichts, das von einer Lichtempfangseinheit empfangen wird, und Ähnlichem. Das Messsystem ist derart ausgestaltet, dass die Messvorrichtung das reflektierte Licht empfängt, wenn ein Laserstrahl aus der Messvorrichtung auf einen Bereich fällt, in dem sechs Reflektoren angeordnet sind. Entsprechend ändert sich eine gemessene Position abhängig davon, welcher Reflektor den Laserstrahl reflektiert und somit kann die Position des distalen Endabschnitts des Roboters nicht präzise gemessen werden.
Abhängig von der Stellung des Roboters variiert ferner der Unterschied zwischen der tatsächlichen Position des distalen Endabschnitts des Roboters und der Position des distalen Endabschnitts des Roboters, die von der Simulationseinrichtung berechnet wird. Entsprechend ist es zum Durchführen einer genauen Kalibrierung nötig, dass die Position des distalen Endabschnitts des Roboters von der Messvorrichtung bei mehreren zehn bis mehreren hundert Messpositionen gemessen wird. Wenn zum Beispiel der distale Endabschnitt des Roboters manuell zu den jeweiligen Messpositionen bewegt wird, und eine Emissionsrichtung eines Laserstrahls der Messvorrichtung manuell angepasst wird, erhöht sich die Zeit, die zum Durchführen der Kalibrierung erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Messsystem bereitzustellen, das es ermöglicht, die Zeit zu verkürzen, die zum Durchführen einer Kalibrierung erforderlich ist, und eine genaue Kalibrierung durchzuführen.
[Lösung der Aufgabe]
Um die oben beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wendet die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel an.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messsystem, das Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Reflektoren, die an einem distalen Endabschnitt eines Roboters angebracht sind; eine Messvorrichtung, die einen Laserkopf aufweist, der einen Laserstrahl hin zu dem Reflektor emittiert und ein reflektiertes Licht von dem Reflektor empfängt, und eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs verändert; eine Robotersteuervorrichtung, in der ein Kalibrierbetriebsprogramm zum sequentiellen Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters an einer Vielzahl von Messpositionen zum Ausführen der Kalibrierung gespeichert ist, und die den Roboter gemäß dem Kalibrierbetriebsprogramm steuert; und ein Kopfantriebssteuermittel, das zu der Zeit des sequentiellen Platzierens des distalen Endabschnitts des Roboters an der Vielzahl von Messpositionen Steuerungskoordinatendaten von einem beliebigen der Vielzahl von Reflektoren empfängt, und das ein Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs zu der Kopfantriebseinrichtung unter Verwendung der empfangenen Steuerungskoordinatendaten sendet.
Gemäß diesem Aspekt wird das Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs an die Kopfantriebseinrichtung unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten eines beliebigen der Vielzahl von Reflektoren gesendet, wodurch verhindert wird, dass die Messvorrichtung eine Position eines unbeabsichtigten Reflektors misst, indem der Laserstrahl von dem Laserkopf genannten Reflektor anstrahlt. Die Vielzahl von Reflektoren sind nicht an der gleichen Koordinatenposition platziert, und daher ist es möglich, die genaue Kalibrierung durchzuführen, indem verhindert wird, dass die unbeabsichtigten Reflektoren gemessen werden.
Das Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs wird außerdem unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten an die Kopfantriebseinrichtung gesendet. Das heißt, es ist nicht nötig, eine solche Steuerung auszuführen, dass der Laserkopf der Bewegung des distalen Endabschnitts des Roboters zu jeder Zeit folgt, wodurch es möglich wird, dass die Zeit verkürzt wird, die zum Durchführen der Kalibrierung erforderlich ist, indem der distale Endabschnitt des Roboters unverzüglich zu der nächsten Messposition bewegt wird.
Gemäß dem obigen Aspekt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vielzahl von Reflektoren an dem distalen Endabschnitt des Roboters derart angebracht sind, dass die Richtungender Einfallsbereiche, von denen jeder ein Bereich ist, der in der Lage ist, den Laserstrahl zu reflektieren, sich nicht gegenseitig überlappen.
Gemäß diesem Aspekt sind, wenn der Einfallsbereich des beabsichtigten Reflektors hin zu der Seite des Laserkopfs gerichtet ist, die Einfallsbereiche der anderen Reflektoren der Seite des Laserkopfs nicht zugewandt, wodurch noch genauer verhindert wird, dass der Laserstrahl die unbeabsichtigten Reflektoren anstrahlt.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messsystem, das Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Reflektoren, die an einem distalen Endabschnitt eines Roboters angebracht sind; eine Messvorrichtung, die einen Laserkopf aufweist, der einen Laserstrahl hin zu den Reflektoren emittiert und ein reflektiertes Licht von den Reflektoren empfängt, und eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs verändert, wobei die Messvorrichtung durch Empfangen des reflektierten Lichts von dem Laserkopf eine Position der Reflektoren misst; eine Robotersteuervorrichtung, in der ein Kalibrierbetriebsprogramm zum Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters an einer Messposition zum Ausführen der Kalibrierung gespeichert ist, und die den Roboter gemäß dem Kalibrierbetriebsprogramm steuert; und ein Kopfantriebssteuermittel, das ein Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs zu der Kopfantriebseinrichtung sendet, unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten von einem beliebigen der Vielzahl der Reflektoren zu der Zeit des Platzierens des distalen Endabschnitts des Roboters an der Messposition; wobei die Vielzahl von Reflektoren an dem distalen Endabschnitt des Roboters derart angebracht sind, dass die Richtungen der Einfallsbereiche, von denen jeder ein Bereich ist, der in der Lage ist, den Laserstrahl zu reflektieren, sich nicht gegenseitig überlappen; und wobei die Robotersteuervorrichtung den Roboter derart steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters sich mittels Schwerkraft allmählich in eine Richtung bewegt, die einer Auslenkrichtung des Roboters entgegengesetzt ist, wenn der Laserkopf das reflektierte Licht nicht empfängt, nachdem das Steuersignal von dem Kopfantriebssteuermittel an die Kopfantriebseinrichtung gesendet wird.
Der Roboter wird durch den Einfluss der Schwerkraft ausgelenkt, und daher ist es zum Beispiel höchstwahrscheinlich, dass sich der distale Endabschnitt des Roboters weiter unten als der distale Endabschnitt des Roboters in einer Simulationseinrichtung befindet. Wohingegen gemäß diesem Aspekt der Roboter derart gesteuert wird, dass der distale Endabschnitt des Roboters sich allmählich in eine Richtung bewegt, die der Auslenkrichtung entgegengesetzt ist, wenn der Laserkopf das reflektierte Licht wegen eines Einflusses der Auslenkung des Roboters nicht empfängt. Diese Bewegung des Roboters erlaubt die Messung der Position des Reflektors unter Verwendung der Messvorrichtung oder erlaubt die unverzügliche Messung.
Die Kalibrierung des Roboters wird durch Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters an einer Vielzahl von Messpositionen ausgeführt, um die Position des Reflektors zu messen, und daher verbessert sich die Genauigkeit der Kalibrierung, wenn sich die Zahl von Messpositionen erhöht. Es gibt einen Fall, in dem die Positionsmessung nicht durchgeführt werden kann, wenn nämlich der Laserkopf das reflektierte Licht nicht empfängt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Position des Reflektors durch die Bewegung des Roboters zu messen, oder es ist möglich, dies unverzüglich zu tun, was vorteilhaft für das genaue Durchführen der Kalibrierung ist.
Das Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs wird außerdem unter Verwendung der Koordinatendaten eines beliebigen der Vielzahl von Reflektoren an die Kopfantriebseinrichtung gesendet. Das heißt, es ist nicht nötig, eine solche Steuerung auszuführen, dass der Laserkopf der Bewegung des distalen Endabschnitts des Roboters zu jeder Zeit folgt, wodurch ermöglicht wird, dass die Zeit verkürzt wird, die zum Durchführen der Kalibrierung erforderlich ist, indem der distale Endabschnitt des Roboters unverzüglich zu der nächsten Messposition bewegt wird.
Gemäß diesem Aspekt ist es bevorzugt, dass das Messsystem ausgestaltet ist, die Kalibrierung des Roboters unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten des Reflektors auszuführen, der zu der Zeit des Messens der Position in der Robotersteuervorrichtung verwendet wird und der gemessenen Koordinatendaten, die von der Positionsmessung erhalten werden, wenn der Laserkopf das reflektierte Licht empfängt und die Positionsmessung des Reflektors ausführt, während sich der distale Endabschnitt des Roboters, wie von der Robotersteuervorrichtung gesteuert, allmählich hin zu der Richtung bewegt, die der Auslenkrichtung entgegengesetzt ist.
Figurenliste
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Zeit, die zum Durchführen der Kalibrierung erforderlich ist, verkürzt werden, und ferner kann eine genaue Kalibrierung durchgeführt werden.

1 ist eine schematische Draufsicht eines Messsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Vorderansicht eines Roboters, der von dem Messsystem dieser Ausführungsform gemessen wird.
3 ist ein Blockdiagramm des Roboters, der von dem Messsystem dieser Ausführungsform gemessen wird.
4 ist eine Vorderansicht von einer Reflektorstützplatte und von Reflektoren des Messsystems dieser Ausführungsform.
5 ist eine Seitenansicht einer Messvorrichtung des Messsystems dieser Ausführungsform.
6 ist ein Blockdiagramm der Messvorrichtung, die in dieser Ausführungsform verwendet wird.
7 ist eine Darstellung eines Beispiels, die die Datenstruktur eines Kalibrierbetriebsprogramms zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Ein Messsystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Dieses Messsystem 1 wird zum Durchführen einer Kalibrierung eines Roboters 2 verwendet.
Der Roboter 2 führt eine vorbestimmte Aufgabe durch, wie Punktschweißen an einem Werkstück W, wie in 1 gezeigt. Der Roboter 2 umfasst eine Vielzahl von Armelementen und Gelenken, und umfasst außerdem eine Vielzahl von Servomotoren 11 zum jeweiligen Antreiben der Vielzahl von Gelenken (siehe 3). Jeder Servomotor 11 kann aus einer Vielfalt von Servomotoren wie einem Rotationsmotor oder einem Linearmotor gebildet werden. Jeder Servomotor 11 weist eine Betriebspositionsdetektionseinrichtung wie einen Encoder auf, die eine Betriebsposition des Servomotors 11 detektiert, und detektierte Werte der Betriebspositionsdetektionseinrichtungen werden an eine Robotersteuervorrichtung 20 übermittelt.
Ein Verarbeitungswerkzeug 12 wird an einen distalen Endabschnitt des Roboters 2 angebracht, und das Verarbeitungswerkzeug 12 führt Punktschweißen an dem Werkstück W durch. Wenn der Roboter 2 zum Fördern eines Werkstücks W vorgesehen ist, ist an dem distalen Endabschnitt des Roboters 2 anstelle des Verarbeitungswerkzeugs 12 ein Spannfutter, eine Saugeinrichtung oder Ähnliches angebracht, wobei jedes davon eine Halteeinrichtung zum Halten des Werkstücks bildet.
Wie in 1 und 2 gezeigt, wird der Roboter 2 fein auf einer Grundplatte 3 positioniert, die genau positioniert ist. Eine obere Oberfläche der Grundplatte 3 weist eine präzise geformte flache Oberfläche auf und wird an einer Vielzahl von Positionen gemessen. Solch eine Messung erlaubt die Bestimmung einer horizontalen Ebene eines Roboterkoordinatensystems des Roboters 2 (das heißt, die flache Oberfläche ist parallel zu einer X-Achse und einer Y-Achse des Roboterkoordinatensystems).
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind Reflektionselemente 2c (Referenzreflektionseinheiten) jeweils in zwei Referenzbohrungen 2b angebracht, die präzise auf einem Grundabschnitt 2a des Roboters 2 gebildet sind. Richtungen der X-Achse und der Y-Achse des Roboterkoordinatensystems werden basierend auf Positionen der jeweiligen Reflektionselemente 2c eingestellt. Ferner wird basierend auf den Positionen der jeweiligen Reflektionselemente 2c und der horizontalen Ebene ein Nullpunkt des Roboterkoordinatensystems an einer Position eingestellt, die leicht über der horizontalen Ebene liegt, und die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse senkrecht zu der horizontalen Ebene werden unter Verwendung des Nullpunkts als Mitte eingestellt.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Robotersteuervorrichtung 20 zum Beispiel Folgendes: eine Robotersteuerung 21, die eine CPU, einen RAM und Ähnliches aufweist; eine Anzeigeeinrichtung 22; eine Speichereinrichtung 23, die einen nichtflüchtigen Speicher, ein ROM und Ähnliches aufweist; eine Vielzahl von Servosteuerungen 24, die vorgesehen sind, um den Servomotoren 11 des Roboters 2 jeweils zu entsprechen; und ein Programmierhandgerät 25, das mit der Robotersteuervorrichtung 20 verbunden ist und das von einem Bediener getragen werden kann. Das Programmierhandgerät 25 kann ausgestaltet sein, kabellose Kommunikation mit der Robotersteuervorrichtung 20 durchzuführen.
Die Speichereinrichtung 23 speichert ein Systemprogramm 23a. Das Systemprogramm 23a ist verantwortlich für die Basisfunktion der Robotersteuervorrichtung 20. Die Speichereinrichtung 23 speichert außerdem mindestens ein Betriebsprogramm 23b, das durch eine Simulationseinrichtung (nicht in der Zeichnung gezeigt) erstellt wird. Genauer gesagt, werden ein Modell des Roboters 2 und ein Modell des Werkstücks W, die in 1 und 2 gezeigt werden, in der Simulationseinrichtung erstellt. Das Betriebsprogramm 23b für den Roboter 2 wird in der Simulationseinrichtung derart erstellt, dass der Roboter 2 Schweißen an einer Vielzahl von Schweißpunkten auf der Innenseite und Außenseite des Werkstücks W durchführt, während Kontakt mit dem Werkstück W vermieden wird, und das Betriebsprogramm 23b wird in der Speichereinrichtung 23 gespeichert. Die Speichereinrichtung 23 speichert außerdem ein Kalibrierbetriebsprogramm 23c.
Die Robotersteuerung 21 wird gemäß dem Systemprogramm 23a betrieben. Bei der Durchführung des Schweißens an dem Werkstück W wird das Betriebsprogramm 23b, das in der Speichereinrichtung 23 gespeichert ist, ausgelesen und wird temporär in dem RAM gespeichert. Steuersignale werden an die jeweiligen Servosteuerungen 24 gemäß dem Betriebsprogramm 23b, das ausgelesen wird, übermittelt. Bei solchen Betrieben werden Servoverstärker der jeweiligen Servomotoren 11 des Roboters 2 gesteuert, und außerdem wird die Emission eines Laserstrahls aus dem Verarbeitungswerkzeug 12 gesteuert, um Schweißen an dem Werkstück W durchzuführen.
Wie in 1, 2, 4 und 5 gezeigt, umfasst das Messsystem 1 eine Vielzahl von Reflektoren 31a, 31b, 31c , die an dem distalen Endabschnitt des Roboters 2 mittels einer Reflektorstützplatte 30 angebracht sind, und eine Messvorrichtung 40. Das Messsystem 1 umfasst außerdem eine Messsteuervorrichtung 50, die in 6 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist die Messsteuervorrichtung 50 in der Messvorrichtung 40 aufgenommen. Die Messsteuervorrichtung 50 kann jedoch an einer anderen Position außen an der Messvorrichtung 40 eingerichtet sein.
Die Reflektorstützplatte 30 ist zum Beispiel aus einer dünnen Metallplatte gebildet, und ist zwischen dem distalen Endabschnitt des Roboters 2 und dem Verarbeitungswerkzeug 12 befestigt. Jeder Reflektor 31a, 31b, 31c ist aus einem kugelförmigen Element gebildet, das einen Laserstrahl, der auf den Reflektor einfällt, in einer Richtung reflektiert, die im Wesentlichen gleich zu einer Richtung ist, entlang der der Laserstrahl auf den Reflektor einfällt. Solch eine Reflektion wird als Retroreflektion bezeichnet. Jeder Reflektor 31a, 31b, 31c ist derart ausgestaltet, dass der Bereich, in dem Retroreflektion auftritt, eingeschränkt ist. Eine konische Form C ist so definiert, dass diese einen Scheitelpunkt in der Mitte der Kugel aufweist, und zum Beispiel ein Scheitelwinkel von 15°; nur ein Bereich, der innerhalb der konischen Form C liegt, wird als ein Einfallsbereich IA eingestellt, in dem Retroreflektion stattfindet.
Der Durchmesser von jedem Reflektor 31a, 31b, 31c ist auf zehn und mehrere mm oder auf mehrere mm eingestellt, und daher ist der Durchmesser des Einfallsbereichs IA von jedem Reflektor 31a, 31b, 31c ungefähr 1 mm bis ungefähr 2 mm. Wie oben beschrieben, weist der Einfallsbereich IA einen kleinen Durchmesser auf, und daher kann die Kalibrierung der Position des distalen Endabschnitts des Roboters 2 genau durchgeführt werden. In einer Aufgabe, die Genauigkeit erfordert, wie Punktschweißen, kann es einen Fall geben, in dem es erforderlich ist, einen Fehler auf gleich 1 mm oder weniger als 1 mm zu verringern. In einem solchen Fall kann es nötig sein, die Größe des Einfallsbereichs IA weiter zu verringern.
Ferner sind, wie in 4 gezeigt, die jeweiligen Reflektoren 31a, 31b, 31c derart an der Reflektorstützplatte 30 befestigt, dass optische Achsen des Einfallsbereichs IA der jeweiligen Reflektoren 31a, 31b, 31c Winkel von 90° zueinander bilden. Bei einer solchen Ausgestaltung gibt es keine Möglichkeit, dass ein Laserstrahl aus der Messvorrichtung 40 simultan von der Vielzahl von Reflektoren 31a, 31b, 31c reflektiert wird.
Die Messvorrichtung 40 umfasst einen Laserkopf 41, einen vertikalen Achsenmotor 42 und einen horizontalen Achsenmotor 43. Der Laserkopf 41 emittiert einen Laserstrahl hin zu dem Reflektor 31a, 31b, 31c und empfängt das reflektierte Licht von dem Reflektor 31. Der vertikale Achsenmotor 42 und der horizontale Achsenmotor 43 bilden eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs 41 verändert.
Der vertikale Achsenmotor 42 ist vorgesehen, den Laserkopf 41 und den horizontalen Achsenmotor 43 um eine vertikale Achse zu drehen, und der horizontale Achsenmotor 43 ist vorgesehen, den Laserkopf 41 um eine horizontale Achse zu drehen. Der vertikale Achsenmotor 42 und der horizontale Achsenmotor 43 sind mit der Messsteuervorrichtung 50 verbunden, und der vertikale Achsenmotor 42 und der horizontale Achsenmotor 43 werden von der Messsteuervorrichtung 50 gesteuert. Ferner weist jeder Motor 42, 43 eine Betriebspositionsdetektionseinrichtung wie einen Encoder auf, die eine Betriebsposition des Motors 42, 43 detektiert, und detektierte Werte der Betriebspositionsdetektionseinrichtungen werden an die Messsteuervorrichtung 50 übermittelt.
Eine Laserstrahlemittiereinheit 41a ist in dem Laserkopf 41 vorgesehen, und derart ausgestaltet, dass ein Laserstrahl aus einem Laseroszillator (nicht in der Zeichnung gezeigt) von der Laserstrahlemittiereinheit 41a emittiert wird. Ferner ist ein Lichtempfangssensor 41b in der Laserstrahlemittiereinheit 41a des Laserkopfs 41 eingerichtet, und der Lichtempfangssensor 41b empfängt das reflektierte Licht, das von dem Reflektor reflektiert wird. Der Laserkopf 41 ist mit der Messsteuervorrichtung 50 verbunden. Die Messsteuervorrichtung 50 steuert die Emission eines Laserstrahls von der Laserstrahlemittiereinheit 41a des Laserkopfs 41. Ein Detektionsergebnis des Lichtempfangssensors 41b des Laserkopfs 41 wird an die Messsteuervorrichtung 50 übermittelt.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Messsteuervorrichtung 50 zum Beispiel: eine Steuerung 51, die eine CPU, einen RAM und Ähnliches aufweist; eine Anzeigeeinrichtung 52; eine Speichereinrichtung 53, die einen nichtflüchtigen Speicher, ein ROM und Ähnliches aufweist; und eine Eingabeeinrichtung 54. Die Eingabeeinrichtung 54 kann ausgestaltet sein, kabellose Kommunikation mit der Messsteuervorrichtung 50 durchzuführen.
Die Speichereinrichtung 53 speichert ein Systemprogramm 53a. Das Systemprogramm 53a ist verantwortlich für die Basisfunktionen der Messsteuervorrichtung 50. Die Speichereinrichtung 53 speichert außerdem ein Messprogramm 53b (Kopfantriebssteuermittel) und ein Koordinatenbeziehungserfassungsprogramm 53c (Koordinatenbeziehungserfassungsmittel). Das Messprogramm 53b misst die Positionen der Reflektoren 31a, 31b, 31c, die an dem distalen Endabschnitt des Roboters 2 angebracht sind. Das Koordinatenbeziehungserfassungsprogramm 53c erfasst eine Koordinatenbeziehung eines Messvorrichtungskoordinatensystems, das ein Koordinatensystem der Messvorrichtung 40 ist, in Bezug auf ein Roboterkoordinatensystem, das ein Koordinatensystem des Roboters 2 ist.
Es wird ein Betrieb der Steuerung 51 beim Erfassen der entsprechenden Beziehung des Messvorrichtungskoordinatensystems und des Roboterkoordinatensystems beschrieben. Die Messvorrichtung 40 wird an einer ungefähren Position zur Messung montiert. Wenn die Steuerung 51 zum Beispiel ein Anforderungssignal empfängt, das von der Eingabeeinrichtung 54 oder Ähnlichem eingegeben wird und das eine entsprechende Beziehung der Koordinatensysteme anfordert, wird die Steuerung 51 von dem Koordinatenbeziehungserfassungsprogramm 53c betrieben. Bei solch einem Betrieb wird ein Laserstrahl von dem Laserkopf 41 zu den jeweiligen Reflektionselementen 2c (Referenzreflektionseinheiten) emittiert, die in zwei Referenzbohrungen 2b angebracht sind, die auf der Grundplatte 2a des Roboters 2 gebildet sind, und das reflektierte Licht von jedem Reflektionselement 2c wird von dem Lichtempfangssensor 41b empfangen. Auf diese Weise werden Positionen der jeweiligen Reflektionselemente 2c in Bezug auf die Messvorrichtung 40 gemessen.
In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 51 den vertikalen Achsenmotor 42 und den horizontalen Achsenmotor 43 steuern, um die Ausrichtung des Laserkopfs 41 anzupassen, wodurch dem Laserstrahl erlaubt wird, die jeweiligen Reflektionselemente 2c von dem Laserkopf 41 anzustrahlen. Alternativ kann das manuelle Anpassen der Ausrichtung des Laserkopfs 41 von einem Bediener einem Laserstrahl erlauben, die jeweiligen Reflektionselemente 2c von dem Laserkopf 41 anzustrahlen.
Nachfolgend erfasst die Steuerung 51 die Position eines Nullpunkts des Messvorrichtungskoordinatensystems in Bezug auf den Nullpunkt des Roboterkoordinatensystems basierend auf den gemessenen Positionen der jeweiligen Reflektionselemente 2c, und erfasst außerdem die jeweiligen Richtungen (Gradienten) der X-Achse und der Y-Achse des Messvorrichtungskoordinatensystems in Bezug auf die X-Achse und die Y-Achse des Roboterkoordinatensystems. Bei solchen Betrieben kann die entsprechende Beziehung (die Position und die Richtung) des Messvorrichtungskoordinatensystems und des Roboterkoordinatensystems erfasst werden. Es kann ausgestaltet sein, die jeweiligen Richtungen (Steigungen) der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse des Messvorrichtungskoordinatensystems in Bezug auf die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse des Roboterkoordinatensystems zu erfassen.
Nachfolgend wird ein Betrieb der Robotersteuerung 21 und der Steuerung 51 beim Durchführen einer Kalibrierung beschrieben. Wenn die Robotersteuerung 21 und die Steuerung 51 ein vorbestimmtes Auslösesignal, zum Beispiel ein Kalibrieranforderungssignal, empfangen, das von der Eingabeeinrichtung 54 oder Ähnlichem eingegeben wird, liest die Robotersteuerung 21 das Kalibrierbetriebsprogramm 23c aus und übermittelt Steuersignale an die jeweiligen Servosteuerungen 24 gemäß dem Kalibrierbetriebsprogramm 23c, das ausgelesen wird. Bei solchen Betrieben werden Servoverstärker der jeweiligen Servomotoren 11 des Roboters 2 gesteuert.
In dieser Ausführungsform ordnet das Kalibrierbetriebsprogramm 23c den distalen Endabschnitt des Roboters 2 an mehreren zehn bis mehreren hundert Messpositionen sequentiell an, die im Voraus eingestellt werden. Die mehreren zehn bis mehreren hundert Messpositionen sind vorzugsweise Positionen, die auf einer Bahn eingerichtet werden, auf der der distale Endabschnitt des Roboters 2 von dem Betriebsprogramm 23b bewegt wird. Um einen Betrieb des Roboters 2, der verschiedene Arten von Stellungen einnimmt, möglichst ähnlich zu einem Betrieb des Roboters 2 in der Simulationseinrichtung zu machen, ist es zu bevorzugen, die Messung an vielen Messpositionen durchzuführen, wie oben beschrieben, um die Kalibrierung durchzuführen. Die Stellung des distalen Endabschnitts des Roboters 2 variiert außerdem entsprechend einer Messposition.
In dieser Ausführungsform wird jede Messposition derart eingestellt, dass der Einfallbereich IA von einem beliebigen der Reflektoren 31a, 31b, 31c hin zu der Seite der Messvorrichtung 40 gerichtet wird.
Das heißt, in dem Kalibrierbetriebsprogramm 23c entsprechen eine Vielzahl von Parameterwerten zum Steuern der Servomotoren 11 der Reflektorzahl des Reflektors, dessen Einfallsbereich IA der Messvorrichtung 40 von dem Reflektor 31a, 31b, 31c zugewandt ist (siehe zum Beispiel 7).
Das oben beschriebene Kalibrierbetriebsprogramm 23c wird unter Verwendung einer Simulationseinrichtung (nicht in den Zeichnungen gezeigt) erzeugt, zum Beispiel als eine Einrichtung zum Ausführen des Offline-Anlernens. In der Simulationseinrichtung werden zum Beispiel das Modell des Roboters 2, das Modell des Werkstücks W, die in 1 und 2 gezeigt sind, und das Modell der Messvorrichtung 40 erzeugt, und der Roboter 2 wird in der Simulationseinrichtung derart bewegt, dass der distale Endabschnitt des Roboters 2 an mehreren hundert Messpositionen entlang einer Bahn platziert wird, auf der der distale Endabschnitt des Roboters 2 von dem Betriebsprogramm 23b bewegt wird. Und in Bezug auf die mehreren hundert Messpositionen werden eine Vielzahl von Parameterwerten zum Steuern der Servomotoren 11 in der Speichereinrichtung der Simulationseinrichtung gespeichert.
Ferner wird das distale Ende des Roboters 2 in der Simulationseinrichtung 4 derart positioniert, dass der Einfallsbereich IA von einem beliebigen der Reflektoren 31a, 31b, 31c hin zu der Seite des Laserkopfs 41 der Messvorrichtung 40 an jeder Position der mehreren hundert Messpositionen gerichtet ist. Und in Bezug auf jede Position der mehreren hundert Messpositionen wird eine Reflektorzahl des Reflektors, dessen Einfallsbereich IA hin zu der Messvorrichtung 40 gerichtet ist, in der Speichereinrichtung der Simulationseinrichtung gespeichert.
Die Simulationseinrichtung bewegt den Roboter 2 tatsächlich nicht, und daher kann der distale Endabschnitt des Roboters 2 schnell an den mehreren hundert Messpositionen positioniert werden. Außerdem ist es möglich, das Einstellen des Zustands in der Simulationseinrichtung durchzuführen, um die mehreren hundert der Messpositionen entlang der Bahn des distalen Endabschnitts von dem Betriebsprogramms 23b automatisch festzusetzen, und es ist möglich, das Einstellen des Zustands in der Simulationseinrichtung durchzuführen, um den Einfallsbereich IA von einem beliebigen der Reflektoren 31a, 31b, 31c hin zu dem Laserkopf 41 der Messeinrichtung 40 zu richten.
Ferner kann es in einem Zustand, in dem Auslenken des Roboters 2, das durch hinzugefügte Lasten an dem gesamten Roboter 2 oder an dem distalen Endabschnitt davon verursacht wird, in dem Zustand der Simulationseinrichtung umfasst ist, möglich sein, die Simulationseinrichtung derart auszugestalten, dass die Parameterwerte und die Reflektorzahlen für die mehreren hundert der Messpositionen in der Speichereinrichtung gespeichert werden.
Nachfolgend übermittelt die Robotersteuerung 21 jedes Mal, wenn der distale Endabschnitt des Roboters 2 an jeder Messposition angeordnet wird, die Zahl des Reflektors von den Reflektoren 31a, 31b, 31c, dessen Einfallsbereich IA hin zu der Seite der Messvorrichtung 40 gerichtet ist, und übermittelt Positionskoordinaten des Reflektors an die Messvorrichtung 40. Die Robotersteuerung 21 kann die Zahlen der Reflektoren und Positionskoordinaten der Reflektoren an mehreren zehn bis mehreren hundert von jeweiligen Messpositionen an die Messvorrichtung 40 gleichzeitig übermitteln, und außerdem können die Messpositionen, die Messpositionzahlen oder Ähnliches jedes Mal an die Messvorrichtung 40 übermittelt werden, wenn der distale Endabschnitt des Roboters 2 an jeder Messposition angeordnet wird. Die Übermittlung der Zahl eines Reflektors ist nicht immer nötig.
Nachfolgend wird die Steuerung 51 von dem Messprogramm 53b betrieben, und wenn die Steuerung 51 die Positionskoordinaten des Reflektors (Steuerungskoordinatendaten) von der Robotersteuerung 21 empfängt, konvertiert die Steuerung 51 die Positionskoordinaten in Positionskoordinaten des Messvorrichtungskoordinatensystems basierend auf der entsprechenden Beziehung des Messvorrichtungskoordinatensystems in Bezug auf das Roboterkoordinatensystem. Ferner erstellt die Steuerung 51 einen Steuerbefehl zum Betreiben des vertikalen Achsenmotors 42 und des horizontalen Achsenmotors 43 derart, dass die Laserstrahlemittiereinheit 41a hin zu den konvertierten Positionskoordinaten gerichtet wird. Der vertikale Achsenmotor 42 und der horizontale Achsenmotor 43 werden in Reaktion auf den Steuerbefehl gesteuert, und außerdem wird ein Laserstrahl von dem Laserkopf 41 emittiert.
Wenn der Lichtempfangssensor 41b des Laserkopfs 41 das reflektierte Licht empfängt, werden gemessene Positionskoordinaten des Reflektors, den der Laserstrahl anstrahlt, unter Verwendung eines Erhebungswinkels und eines Schwenkwinkels des Laserkopfs 41 zur Zeit des Empfangens des reflektierten Lichts erfasst, und eine Distanz zwischen der Messvorrichtung 40 und dem Reflektor, den der Laserstrahl anstrahlt. Die Distanz wird basierend auf einer Phase oder Ähnlichem des reflektierten Lichts erfasst, das der Lichtempfangssensor 41b empfängt. Die erfassten gemessenen Positionskoordinaten werden an die Robotersteuerung 21 übermittelt. Der Erhebungswinkel und der Schwenkwinkel werden basierend auf detektierten Werten der Betriebspositionsdetektionseinrichtungen erfasst, die zum Beispiel jeweils in dem vertikalen Achsenmotor 42 und dem horizontalen Achsenmotor 43 aufgenommen sind. Es kann derart ausgestaltet sein, dass die gemessenen Positionskoordinaten in Positionskoordinaten des Roboterkoordinatensystems basierend auf einer entsprechenden Beziehung des Messvorrichtungskoordinatensystems und des Roboterkoordinatensystems konvertiert werden, und die konvertierten gemessenen Positionskoordinaten werden an die Robotersteuerung 21 übermittelt.
Nachfolgend empfängt die Robotersteuerung 21 die gemessenen Positionskoordinaten oder die konvertierten gemessenen Positionskoordinaten von der Steuerung 51. Dann erfasst die Robotersteuerung 21 den Unterschied zwischen den gemessenen Positionskoordinaten oder den konvertierten gemessenen Positionskoordinaten und den Positionskoordinaten des Reflektors, die von der Robotersteuerung 21 an die Steuerung 51 übermittelt werden. Die Robotersteuerung 21 korrigiert das Betriebsprogramm 23b basierend auf dem Unterschied. Bei solchen Betrieben kann die Kalibrierung des Roboters 2 mit dem Betriebsprogramm 23b durchgeführt werden.
Außerdem kann der Laserstrahl von dem Laserkopf 41 eine Position innerhalb des Einfallsbereichs IA der Reflektoren 31a, 31b, 31c nur durch Steuern des vertikalen Achsenmotors 42 und des horizontalen Achsenmotors 43 basierend auf den Steuerungskoordinatendaten genau anstrahlen. Wenn jedoch der Einfallsbereich IA klein ist, kann der Laserstrahl von dem Laserkopf 41 eine Position, die in der Nachbarschaft des Einfallsbereichs IA der Reflektoren 31a, 31b, 31c ist, nur durch Steuern des vertikalen Achsenmotors 42 und des horizontalen Achsenmotors 43 basierend auf den Steuerungskoordinatendaten bestrahlen.
In diesem Fall wird die Steuerung 51 derart von dem Messprogramm 53b betrieben, dass zum Beispiel der Laserkopf veranlasst wird, einen Suchbetrieb durchzuführen. In dem Suchbetrieb wird Scannen derart durchgeführt, dass die Anstrahlposition des Laserstrahls einen Kreis formt. Insbesondere wenn der Durchmesser des Einfallsbereichs IA des Reflektors 31a, 31b, 31c vermindert wird, um die Kalibrierung der Position des distalen Endabschnitts des Roboters 2 genauer durchzuführen, wird der Suchbetrieb in vielen Fällen durchgeführt.
Bald nachdem der Suchbetrieb gestartet wird, oder wenn eine vorbestimmte Zeit vom Start des Suchprogramms verstreicht, kann die Steuerung 51 Informationen an die Robotersteuervorrichtung 20 senden, dass der Suchbetrieb basierend auf dem Messprogramm 53b durchgeführt wird, und die Robotersteuerung 21 der Robotersteuervorrichtung 20 kann die Servomotoren 11 derart steuern, dass sich der distale Endabschnitt des Roboters 2 allmählich aufwärts bewegt.
Aufgrund der Schwerkraft ist es höchstwahrscheinlich, dass sich der distale Endabschnitt des Roboters 2 weiter unten als der distale Endabschnitt des Roboters 2 in der Simulationseinrichtung befindet, und daher ist es durch allmähliches Bewegen des distalen Endabschnitts des Roboters 2 aufwärts möglich, dass die Zeit verkürzt wird, die zum Durchführen des Suchbetriebs erforderlich ist.
Bald nachdem der Laserstrahl von dem Laserkopf 41 eine Position innerhalb des Einfallsbereichs IA durch den Suchbetrieb bestrahlt und die Position anschließend gemessen wird, wird die Steuerung 51 von dem Messprogramm 53b betrieben, Informationen, dass die Position gemessen wurde, an die Robotersteuervorrichtung 20 zu senden. Andererseits speichert die Robotersteuerung 21 der Robotersteuervorrichtung 20 die Steuerungskoordinatendaten des entsprechenden Reflektors zur Zeit des Empfangens der Informationen als eine Positionskoordinate nach dem Ausführen des Suchbetriebs in der Speichereinrichtung 23. Und die Robotersteuerung 21 empfängt die Messpositionskoordinaten oder die konvertierten Messpositionskoordinaten von der Steuerung 51, und die Robotersteuerung 21 erfasst den Unterschied zwischen den gemessenen Positionskoordinaten oder den konvertierten gemessenen Positionskoordinaten, die von der Robotersteuerung 21 an die Steuerung 51 übermittelt werden, und den Positionskoordinaten des Reflektors. Die Robotersteuerung 21 korrigiert das Betriebsprogramm 23b basierend auf der Abweichung, um die Kalibrierung durchzuführen.
Wie oben beschrieben, wird gemäß dieser Ausführungsform das Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs 41 zu dem vertikalen Achsenmotor 42 und dem horizontalen Achsenmotor 43 übermittelt, zum Beispiel unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten des Reflektors 31a von der Vielzahl der Reflektoren 31a, 31b, 31c, wodurch verhindert wird, dass die Messeinrichtung die Positionen der Reflektoren 31b, 31c misst, indem der Laserstrahl von dem Laserkopf 41 die Reflektoren 31b, 31c unbeabsichtigt anstrahlt. Die Vielzahl der Reflektoren 31a, 31b, 31c sind nicht an der gleichen Koordinatenposition platziert, und daher ist es möglich, die genaue Kalibrierung durchzuführen, indem verhindert wird, dass die unbeabsichtigten Reflektoren 31b, 31c für die Messung verwendet werden.
Zudem wird das Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs 41 unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten an den vertikalen Achsenmotor 42 und den horizontalen Achsenmotor 43 übermittelt. Das heißt, es ist nicht nötig, eine solche Steuerung auszuführen, dass der Laserkopf 41 der Bewegung des distalen Endabschnitts des Roboters 2 zu jeder Zeit folgt, wodurch ermöglicht wird, die Zeit zu verkürzen, die zum Durchführen der Kalibrierung erforderlich ist, indem der distale Endabschnitt des Roboters 2 unverzüglich zu der nächsten Messposition bewegt wird.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die Vielzahl von Reflektoren 31a, 31b, 31c an dem distalen Endabschnitt des Roboters 2 derart angebracht, dass die Richtungen, denen die jeweiligen Einfallsbereiche IA der Reflektoren zum Reflektieren des Laserstrahls zugewandt sind, sich gegenseitig nicht überlappen.
Daher sind, wenn der Einfallsbereich des Reflektors 31a zum Beispiel zu der Seite des Laserkopfs 41 gerichtet ist, die Einfallsbereiche der anderen Reflektoren 31b, 31c der Seite des Laserkopfs 41 nicht zugewandt, wodurch noch genauer verhindert wird, dass der Laserstrahl die unbeabsichtigten Reflektoren 31b, 31c anstrahlt.
Da der Roboter 2 durch den Einfluss der Schwerkraft ausgelenkt wird, ist es höchstwahrscheinlich, dass sich der distale Endabschnitt des Roboters 2 weiter unten als der distale Endabschnitt des Roboters 2 in der Simulationseinrichtung befindet. Jedoch wird gemäß dieser Ausführungsform der Roboter 2 derart gesteuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters 2 sich allmählich in die Richtung bewegt, die der Schwerkraftauslenkrichtung entgegengesetzt ist, wenn der Laserkopf 41 das reflektierte Licht wegen des Einflusses der Auslenkung des Roboters 2 nicht empfängt. Bei dieser Bewegung des Roboters 2 wird es möglich, die Position des beabsichtigten Reflektors 31a zu messen, oder es wird möglich, dies unverzüglich zu tun.
Die Kalibrierung des Roboters 2 wird durch Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters 2 an der Vielzahl der Messpositionen ausgeführt, um die Positionen der Reflektoren 31a, 31b, 31c zu messen, und die Genauigkeit der Kalibrierung verbessert sich, wenn sich die Zahl von Messpositionen erhöht. Es gibt einen Fall, in dem die Messung der Positionen der Reflektoren 31a, 31b, 31c ausgesetzt wird, wenn der Laserkopf 41 das reflektierte Licht für eine vorbestimmte Zeitdauer nicht empfangen hat, jedoch erlaubt gemäß dieser Ausführungsform die Bewegung des Roboters 2 die Messung der Positionen der Reflektoren 31a, 31b, 31c, oder erlaubt die unverzügliche Messung davon, was für das Durchführen der genauen Kalibrierung vorteilhaft ist.
Diese Ausführungsform zeigt außerdem den Suchbetrieb, der das Scannen derart durchführt, dass die Anstrahlposition des Laserstrahls einen Kreis formt. Wohingegen die folgende Ausgestaltung angewendet werden kann, wenn ein Laserstrahl erzeugt wird, um die Position nahe dem Einfallsbereich IA anzustrahlen. Ein optischer Sensor, mit dem die Messvorrichtung 40 versehen ist, bildet die Anstrahlrichtung des Laserstrahls, und Abbildungsdaten werden einer Abbildungsverarbeitung unterzogen, womit eine Positionsbeziehung zwischen der Position des Laserstrahls und dem Einfallsbereich IA erfasst wird. Basierend auf der erfassten Positionsbeziehung steuert die Steuerung 51 den vertikalen Achsenmotor 42 und den horizontalen Achsenmotor 43 derart, dass ein Laserstrahl in den Einfallsbereich IA einfällt.
Bezugszeichenliste

1: Messsystem
2: Roboter
2c: Reflektionselement (Referenzreflektionseinheit)
3: Grundplatte
11: Servomotor
12: Verarbeitungswerkzeug
20: Robotersteuervorrichtung
21: Robotersteuerung
23: Speichereinrichtung
23b: Betriebsprogramm
23c: Kalibrierbetriebsprogramm
30: Reflektorstützplatte
31a, 31b, 31c: Reflektor
40: Messvorrichtung
41: Laserkopf
41a: Laserstrahlemittiereinheit
41b: Lichtempfangssensor
42: Vertikaler Achsenmotor (Kopfantriebseinrichtung)
43: Horizontaler Achsenmotor (Kopfantriebseinrichtung)
50: Messsteuervorrichtung
51: Steuerung
53: Speichereinrichtung
53b: Messprogramm (Kopfantriebssteuermittel)
53c: Koordinatenbeziehungserfassungsprogramm (Koordinatenbeziehungserfassungsmittel)
W: Werkstück

Claims

Messsystem, umfassend: eine Vielzahl von Reflektoren, die an einem distalen Endabschnitt eines Roboters angebracht sind; eine Messvorrichtung, die einen Laserkopf aufweist, der einen Laserstrahl hin zu dem Reflektor emittiert und ein reflektiertes Licht von dem Reflektor empfängt, und eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs verändert; eine Robotersteuervorrichtung, in der ein Kalibrierbetriebsprogramm zum sequentiellen Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters an einer Vielzahl von Messpositionen zum Ausführen der Kalibrierung gespeichert ist, und die den Roboter gemäß dem Kalibrierbetriebsprogramm steuert; und ein Kopfantriebssteuermittel, das zu der Zeit des sequentiellen Platzierens des distalen Endabschnitts des Roboters an der Vielzahl von Messpositionen Steuerungskoordinatendaten von einem beliebigen der Vielzahl von Reflektoren empfängt, und das ein Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs zu der Kopfantriebseinrichtung unter Verwendung der empfangenen Steuerungskoordinatendaten sendet.
Messsystem nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Reflektoren an dem distalen Endabschnitt des Roboters derart angebracht sind, dass die Richtungen der Einfallsbereiche, von denen jeder ein Bereich ist, der in der Lage ist, den Laserstrahl zu reflektieren, sich nicht gegenseitig überlappen.
Messsystem, umfassend: eine Vielzahl von Reflektoren, die an einem distalen Endabschnitt eines Roboters angebracht sind; eine Messvorrichtung, die einen Laserkopf aufweist, der einen Laserstrahl hin zu den Reflektoren emittiert und ein reflektiertes Licht von den Reflektoren empfängt, und eine Kopfantriebseinrichtung, die die Ausrichtung des Laserkopfs verändert, wobei die Messvorrichtung durch Empfangen des reflektierten Lichts von dem Laserkopf eine Position der Reflektoren misst; eine Robotersteuervorrichtung, in der ein Kalibrierbetriebsprogramm zum Platzieren des distalen Endabschnitts des Roboters an einer Messposition zum Ausführen der Kalibrierung gespeichert ist, und die den Roboter gemäß dem Kalibrierbetriebsprogramm steuert; und ein Kopfantriebssteuermittel, das ein Steuersignal zum Ändern der Ausrichtung des Laserkopfs zu der Kopfantriebseinrichtung sendet, unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten von einem beliebigen der Vielzahl der Reflektoren zu der Zeit des Platzierens des distalen Endabschnitts des Roboters an der Messposition, wobei die Vielzahl von Reflektoren an dem distalen Endabschnitt des Roboters derart angebracht sind, dass die Richtungen der Einfallsbereiche, von denen jeder ein Bereich ist, der in der Lage ist, den Laserstrahl zu reflektieren, sich nicht gegenseitig überlappen, und wobei die Robotersteuervorrichtung den Roboter derart steuert, dass der distale Endabschnitt des Roboters sich mittels Schwerkraft allmählich in eine Richtung bewegt, die einer Auslenkrichtung des Roboters entgegengesetzt ist, wenn der Laserkopf das reflektierte Licht nicht empfängt, nachdem das Steuersignal von dem Kopfantriebssteuermittel an die Kopfantriebseinrichtung gesendet wird.
Messsystem nach Anspruch 3, wobei das Messsystem ausgestaltet ist, die Kalibrierung des Roboters unter Verwendung der Steuerungskoordinatendaten des Reflektors auszuführen, der zu der Zeit des Messens der Position in der Robotersteuervorrichtung verwendet wird und unter Verwendung der gemessenen Koordinatendaten, die von der Positionsmessung erhalten werden, wenn der Laserkopf das reflektierte Licht empfängt und die Positionsmessung des Reflektors ausführt, während sich der distale Endabschnitt des Roboters, wie von der Robotersteuervorrichtung gesteuert, allmählich hin zu der Richtung bewegt, die der Auslenkrichtung entgegengesetzt ist.