JP2001025985A - 作業ロボットの設置状態検出方法 - Google Patents
作業ロボットの設置状態検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ワークに対する作業ロボットの設置位置および
姿勢を検出することができ、この検出された情報に基づ
いてティーチングデータを効率的に修正し、作業ロボッ
トの稼働率の向上に寄与することが可能となる作業ロボ
ットの設置状態検出方法を提供する。 【解決手段】測定機２０によりミラー３０ａ〜３０ｃの
座標を測定することで、ワークＷに設定したワーク原点
座標系ＲｅｆＷを求めた後（ステップＳ１、Ｓ２）、作
業ロボット１４を動作させてエンドエフェクタ１６を任
意の３点に移動させ、３点のワーク原点座標系ＲｅｆＷ
から見た座標を求め（ステップＳ３、Ｓ４）、これら３
点座標から作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの位置およ
び姿勢を求める（ステップＳ５、Ｓ６）。
姿勢を検出することができ、この検出された情報に基づ
いてティーチングデータを効率的に修正し、作業ロボッ
トの稼働率の向上に寄与することが可能となる作業ロボ
ットの設置状態検出方法を提供する。 【解決手段】測定機２０によりミラー３０ａ〜３０ｃの
座標を測定することで、ワークＷに設定したワーク原点
座標系ＲｅｆＷを求めた後（ステップＳ１、Ｓ２）、作
業ロボット１４を動作させてエンドエフェクタ１６を任
意の３点に移動させ、３点のワーク原点座標系ＲｅｆＷ
から見た座標を求め（ステップＳ３、Ｓ４）、これら３
点座標から作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの位置およ
び姿勢を求める（ステップＳ５、Ｓ６）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに対して所
定の作業を行う作業ロボットの設置状態を検出する方法
に関する。
定の作業を行う作業ロボットの設置状態を検出する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場での生産設備において、ワークに対
して加工等の所望の処理を遂行する作業ロボットが多用
されている。この場合、前記作業ロボットに対するティ
ーチングは、通常、ティーチングボックス等を用いて作
業者が作業ロボットを動作させ、その動作を記憶させて
実現する、いわゆる、ティーチングプレイバック方式に
よって行われるのが一般的であった。
して加工等の所望の処理を遂行する作業ロボットが多用
されている。この場合、前記作業ロボットに対するティ
ーチングは、通常、ティーチングボックス等を用いて作
業者が作業ロボットを動作させ、その動作を記憶させて
実現する、いわゆる、ティーチングプレイバック方式に
よって行われるのが一般的であった。
【０００３】しかしながら、このティーチングプレイバ
ック方式では、動作教示中、生産設備の動作を一旦停止
させなければならず、従って、その分、生産効率が低下
する不具合が指摘されていた。
ック方式では、動作教示中、生産設備の動作を一旦停止
させなければならず、従って、その分、生産効率が低下
する不具合が指摘されていた。
【０００４】そこで、前記の不具合を回避する方法とし
て、コンピュータ上に作業ロボットを含む生産設備のシ
ミュレーションモデルを構築し、そのモデルを動作させ
ることによりティーチングデータの作成作業を行う、い
わゆる、オフラインティーチング装置が開発されてい
る。このオフラインティーチング装置によって作成され
たティーチングデータは、現場の作業ロボットに供給さ
れて最終的な動作調整が行われる。
て、コンピュータ上に作業ロボットを含む生産設備のシ
ミュレーションモデルを構築し、そのモデルを動作させ
ることによりティーチングデータの作成作業を行う、い
わゆる、オフラインティーチング装置が開発されてい
る。このオフラインティーチング装置によって作成され
たティーチングデータは、現場の作業ロボットに供給さ
れて最終的な動作調整が行われる。
【０００５】この場合、オフラインティーチングを行っ
ている間、生産設備の動作を停止させる必要がないた
め、その分、稼働率が低下する事態を回避することがで
きる。
ている間、生産設備の動作を停止させる必要がないた
め、その分、稼働率が低下する事態を回避することがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に、オフラインティーチング装置上でティーチングデー
タを高精度に作成したとしても、そのティーチングデー
タを現場の作業ロボットにそのまま使用して所望の加工
を行える訳ではない。すなわち、現場に設置されている
作業ロボットとワークとの位置関係が、オフラインティ
ーチング装置上での作業ロボットとワークとの位置関係
に正確に一致していない場合、加工位置にずれが生じて
しまう。従って、現場において、ティーチングデータの
修正作業が必要である。
に、オフラインティーチング装置上でティーチングデー
タを高精度に作成したとしても、そのティーチングデー
タを現場の作業ロボットにそのまま使用して所望の加工
を行える訳ではない。すなわち、現場に設置されている
作業ロボットとワークとの位置関係が、オフラインティ
ーチング装置上での作業ロボットとワークとの位置関係
に正確に一致していない場合、加工位置にずれが生じて
しまう。従って、現場において、ティーチングデータの
修正作業が必要である。
【０００７】しかしながら、作業ロボットの据え付け位
置のずれに対して、全てのティーチングデータの修正作
業を行うためには、かなりの時間が必要であり、また、
その間、現場のラインを一時的に停止させなければなら
ないという不具合がある。
置のずれに対して、全てのティーチングデータの修正作
業を行うためには、かなりの時間が必要であり、また、
その間、現場のラインを一時的に停止させなければなら
ないという不具合がある。
【０００８】本発明は、前記の不具合を解消するために
なされたもので、ワークに対する作業ロボットの設置位
置および姿勢を検出することができ、この検出された情
報に基づいてティーチングデータを効率的に修正し、作
業ロボットの稼働率の向上に寄与することが可能となる
作業ロボットの設置状態検出方法を提供することにあ
る。
なされたもので、ワークに対する作業ロボットの設置位
置および姿勢を検出することができ、この検出された情
報に基づいてティーチングデータを効率的に修正し、作
業ロボットの稼働率の向上に寄与することが可能となる
作業ロボットの設置状態検出方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明では、先ず、測定手段によりワークの基準
位置を測定し、測定手段を基準とするワーク原点座標系
の位置および姿勢を求める。次いで、ワークの近傍に設
置された作業ロボットのエンドエフェクタを任意の３点
の位置に移動させ、測定手段によりその３点の位置を測
定する。この場合、測定された３点の位置は、測定手段
を基準とした位置である。そこで、この位置を、既に求
められているワーク原点座標系を基準とする位置に変換
する。
めに、本発明では、先ず、測定手段によりワークの基準
位置を測定し、測定手段を基準とするワーク原点座標系
の位置および姿勢を求める。次いで、ワークの近傍に設
置された作業ロボットのエンドエフェクタを任意の３点
の位置に移動させ、測定手段によりその３点の位置を測
定する。この場合、測定された３点の位置は、測定手段
を基準とした位置である。そこで、この位置を、既に求
められているワーク原点座標系を基準とする位置に変換
する。
【００１０】一方、前記の３点の位置から作業ロボット
原点座標系までの各距離を、作業ロボットのエンドエフ
ェクタが前記の３点の位置にあるときの作業ロボットの
状態から求める。
原点座標系までの各距離を、作業ロボットのエンドエフ
ェクタが前記の３点の位置にあるときの作業ロボットの
状態から求める。
【００１１】そして、ワーク原点座標系を基準とする３
点の位置と作業ロボット原点座標系からの各距離とか
ら、ワーク原点座標系を基準とする前記作業ロボット原
点座標系の位置を求める。
点の位置と作業ロボット原点座標系からの各距離とか
ら、ワーク原点座標系を基準とする前記作業ロボット原
点座標系の位置を求める。
【００１２】また、エンドエフェクタを任意の位置に設
定したときの作業ロボット原点座標系を基準とする位置
を作業ロボットの状態から求める一方、この位置を測定
手段により測定して作業ロボット原点座標系を基準とす
る位置を求め、これらの位置から前記作業ロボット原点
座標系の姿勢を求める。
定したときの作業ロボット原点座標系を基準とする位置
を作業ロボットの状態から求める一方、この位置を測定
手段により測定して作業ロボット原点座標系を基準とす
る位置を求め、これらの位置から前記作業ロボット原点
座標系の姿勢を求める。
【００１３】以上のようにして作業ロボット原点座標系
の位置および姿勢が求められる。例えば、オフラインに
よるティーチングデータが当該作業ロボットに設定され
ている場合には、前記のようにして求められた作業ロボ
ット原点座標系の位置および姿勢に基づいて、前記ティ
ーチングデータを一括して修正することができる。
の位置および姿勢が求められる。例えば、オフラインに
よるティーチングデータが当該作業ロボットに設定され
ている場合には、前記のようにして求められた作業ロボ
ット原点座標系の位置および姿勢に基づいて、前記ティ
ーチングデータを一括して修正することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態の作業ロボッ
トの設置状態検出方法が適用されるシステムの全体構成
を示す。
トの設置状態検出方法が適用されるシステムの全体構成
を示す。
【００１５】この生産設備の作業台１０には、ワークＷ
を位置決めするための複数の基準ピン１２ａ〜１２ｃが
配設されている。ワークＷは、これらの基準ピン１２ａ
〜１２ｃによって基準位置に配置される。また、作業台
１０の側部には、ワークＷに対して所定の加工作業を行
うための作業ロボット１４が設置される。
を位置決めするための複数の基準ピン１２ａ〜１２ｃが
配設されている。ワークＷは、これらの基準ピン１２ａ
〜１２ｃによって基準位置に配置される。また、作業台
１０の側部には、ワークＷに対して所定の加工作業を行
うための作業ロボット１４が設置される。
【００１６】作業ロボット１４は、ワークＷに対して所
定の加工作業を行うエンドエフェクタ１６を備えた多軸
ロボットにより構成されており、その動作は、ロボット
コントローラ１８に記憶されたティーチングデータに基
づいて制御される。なお、このティーチングデータは、
コンピュータ上に設定された当該生産設備のシミュレー
ションモデルに従い、オフラインティーチングによって
作成されたものである。
定の加工作業を行うエンドエフェクタ１６を備えた多軸
ロボットにより構成されており、その動作は、ロボット
コントローラ１８に記憶されたティーチングデータに基
づいて制御される。なお、このティーチングデータは、
コンピュータ上に設定された当該生産設備のシミュレー
ションモデルに従い、オフラインティーチングによって
作成されたものである。
【００１７】一方、作業台１０の側部には、作業ロボッ
ト１４の作業台１０に対する設置状態を検出するための
測定機２０（測定手段）が設置される。測定機２０は、
鉛直軸の回りのα方向に旋回する旋回部２２と、旋回部
２２上に設けられ、水平軸の回りのβ方向に旋回するヘ
ッド部２４と、ヘッド部２４に設けられ、距離を測定す
るためのレーザビームＬを受発光するレーザ受発光部２
６とを備える。この測定機２０には、測定対象物の位置
を算出するための位置算出器２８が接続される。また、
作業台１０上の３本の基準ピン１２ａ〜１２ｃと、作業
ロボット１４のエンドエフェクタ１６とには、レーザビ
ームＬを反射するためのミラー３０ａ〜３０ｄが装着さ
れる。
ト１４の作業台１０に対する設置状態を検出するための
測定機２０（測定手段）が設置される。測定機２０は、
鉛直軸の回りのα方向に旋回する旋回部２２と、旋回部
２２上に設けられ、水平軸の回りのβ方向に旋回するヘ
ッド部２４と、ヘッド部２４に設けられ、距離を測定す
るためのレーザビームＬを受発光するレーザ受発光部２
６とを備える。この測定機２０には、測定対象物の位置
を算出するための位置算出器２８が接続される。また、
作業台１０上の３本の基準ピン１２ａ〜１２ｃと、作業
ロボット１４のエンドエフェクタ１６とには、レーザビ
ームＬを反射するためのミラー３０ａ〜３０ｄが装着さ
れる。
【００１８】なお、測定機２０、位置算出器２８および
ミラー３０ａ〜３０ｄは、作業ロボット１４の設置状態
を検出するときのみ生産設備に装着される。
ミラー３０ａ〜３０ｄは、作業ロボット１４の設置状態
を検出するときのみ生産設備に装着される。
【００１９】本実施形態の作業ロボットの設置状態検出
方法が適用される生産設備は、基本的には以上のように
構成されるものであり、次に、この生産設備における作
業ロボット１４の設置状態検出方法につき、図２に示す
フローチャートに従って説明する。
方法が適用される生産設備は、基本的には以上のように
構成されるものであり、次に、この生産設備における作
業ロボット１４の設置状態検出方法につき、図２に示す
フローチャートに従って説明する。
【００２０】先ず、作業台１０に対して任意の位置に設
置された測定機２０から見たワーク原点座標系ＲｅｆＷ
の位置および姿勢を求める。この場合、ワーク原点座標
系ＲｅｆＷは、作業台１０の基準ピン１２ａ〜１２ｃを
基準として位置決めされるワークＷの原点位置に設定さ
れる直交座標系である。
置された測定機２０から見たワーク原点座標系ＲｅｆＷ
の位置および姿勢を求める。この場合、ワーク原点座標
系ＲｅｆＷは、作業台１０の基準ピン１２ａ〜１２ｃを
基準として位置決めされるワークＷの原点位置に設定さ
れる直交座標系である。
【００２１】そこで、測定機２０を駆動し、基準ピン１
２ａ〜１２ｃに装着されたミラー３０ａ〜３０ｃに対し
てレーザビームＬを照射し、その反射光を受光すること
により、各ミラー３０ａ〜３０ｃの測定機座標系Ｒｅｆ
Ｓを基準とする座標ＳＭａ（ｘｓｍａ，ｙｓｍａ，ｚｓ
ｍａ）〜ＳＭｃ（ｘｓｍｃ，ｙｓｍｃ，ｚｓｍｃ）を測
定する（ステップＳ１）。
２ａ〜１２ｃに装着されたミラー３０ａ〜３０ｃに対し
てレーザビームＬを照射し、その反射光を受光すること
により、各ミラー３０ａ〜３０ｃの測定機座標系Ｒｅｆ
Ｓを基準とする座標ＳＭａ（ｘｓｍａ，ｙｓｍａ，ｚｓ
ｍａ）〜ＳＭｃ（ｘｓｍｃ，ｙｓｍｃ，ｚｓｍｃ）を測
定する（ステップＳ１）。
【００２２】この場合、位置算出器２８は、測定機２０
の旋回部２２をα方向に旋回させるとともにヘッド部２
４をβ方向に旋回させ、ミラー３０ａ〜３０ｄによるレ
ーザビームＬの反射光を受光したときの各旋回角および
反射光の受光時間から、各ミラー３０ａ〜３０ｄの座標
ＳＭａ〜ＳＭｃを求めることができる。
の旋回部２２をα方向に旋回させるとともにヘッド部２
４をβ方向に旋回させ、ミラー３０ａ〜３０ｄによるレ
ーザビームＬの反射光を受光したときの各旋回角および
反射光の受光時間から、各ミラー３０ａ〜３０ｄの座標
ＳＭａ〜ＳＭｃを求めることができる。
【００２３】次に、ワーク原点座標系ＲｅｆＷに対して
既知である各ミラー３０ａ〜３０ｄの座標ＷＭａ（ｘｗ
ｍａ，ｙｗｍａ，ｚｗｍａ）〜ＷＭｃ（ｘｗｍｃ，ｙｗ
ｍｃ，ｚｗｍｃ）と、ステップＳ１で求めた測定機座標
系ＲｅｆＳを基準とする座標ＳＭａ〜ＳＭｃとを用い
て、測定機座標系ＲｅｆＳを基準とするワーク原点座標
系ＲｅｆＷの位置および姿勢を求める（ステップＳ
２）。
既知である各ミラー３０ａ〜３０ｄの座標ＷＭａ（ｘｗ
ｍａ，ｙｗｍａ，ｚｗｍａ）〜ＷＭｃ（ｘｗｍｃ，ｙｗ
ｍｃ，ｚｗｍｃ）と、ステップＳ１で求めた測定機座標
系ＲｅｆＳを基準とする座標ＳＭａ〜ＳＭｃとを用い
て、測定機座標系ＲｅｆＳを基準とするワーク原点座標
系ＲｅｆＷの位置および姿勢を求める（ステップＳ
２）。
【００２４】この場合、ワーク原点座標系ＲｅｆＷの位
置および姿勢は、測定機座標系ＲｅｆＳをワーク原点座
標系ＲｅｆＷに変換する４×４の変換マトリックス
［Ｔ］によって表すことができる。この変換マトリック
ス［Ｔ］は、図３に示すように、座標ＳＭａ〜ＳＭｃで
構成される三角形を座標ＷＭａ〜ＷＭｃで構成される三
角形に重ねるための処理を表し、移動ベクトルＶ（ｘ，
ｙ，ｚ）と、３×３の回転マトリックスＣ（φ，θ，
ψ）（φ、θ、ψは、測定機座標系ＲｅｆＳの各軸回り
の回転角度を表す。）とを用いて、
置および姿勢は、測定機座標系ＲｅｆＳをワーク原点座
標系ＲｅｆＷに変換する４×４の変換マトリックス
［Ｔ］によって表すことができる。この変換マトリック
ス［Ｔ］は、図３に示すように、座標ＳＭａ〜ＳＭｃで
構成される三角形を座標ＷＭａ〜ＷＭｃで構成される三
角形に重ねるための処理を表し、移動ベクトルＶ（ｘ，
ｙ，ｚ）と、３×３の回転マトリックスＣ（φ，θ，
ψ）（φ、θ、ψは、測定機座標系ＲｅｆＳの各軸回り
の回転角度を表す。）とを用いて、
【００２５】
【数１】
【００２６】と表すことができる。なお、移動ベクトル
Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は、測定機座標系ＲｅｆＳに対するワ
ーク原点座標系ＲｅｆＷの位置を表し、回転マトリック
スＣ（φ，θ，ψ）は、測定機座標系ＲｅｆＳに対する
ワーク原点座標系ＲｅｆＷの姿勢を表す。
Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は、測定機座標系ＲｅｆＳに対するワ
ーク原点座標系ＲｅｆＷの位置を表し、回転マトリック
スＣ（φ，θ，ψ）は、測定機座標系ＲｅｆＳに対する
ワーク原点座標系ＲｅｆＷの姿勢を表す。
【００２７】座標ＳＭａ〜ＳＭｃおよび座標ＷＭａ〜Ｗ
Ｍｃと、変換マトリックス［Ｔ］との間には、
Ｍｃと、変換マトリックス［Ｔ］との間には、
【００２８】
【数２】
【００２９】
【数３】
【００３０】
【数４】
【００３１】の関係が成り立つため、これらの関係から
変換マトリックス［Ｔ］を構成する移動ベクトルＶ
（ｘ，ｙ，ｚ）および回転マトリックスＣ（φ，θ，
ψ）を求めることができる。
変換マトリックス［Ｔ］を構成する移動ベクトルＶ
（ｘ，ｙ，ｚ）および回転マトリックスＣ（φ，θ，
ψ）を求めることができる。
【００３２】次に、作業ロボット１４のエンドエフェク
タ１６を任意の３点の位置に移動し、その３点の座標Ｓ
Ｍ１（ｘｓｍ１，ｙｓｍ１，ｚｓｍ１）〜ＳＭ３（ｘｓ
ｍ３，ｙｓｍ３，ｚｓｍ３）を測定機２０により測定す
る（ステップＳ３）。
タ１６を任意の３点の位置に移動し、その３点の座標Ｓ
Ｍ１（ｘｓｍ１，ｙｓｍ１，ｚｓｍ１）〜ＳＭ３（ｘｓ
ｍ３，ｙｓｍ３，ｚｓｍ３）を測定機２０により測定す
る（ステップＳ３）。
【００３３】得られた座標ＳＭ１〜ＳＭ３は、測定機座
標系ＲｅｆＳを基準とするものであるから、ステップＳ
２で求めた変換マトリックス［Ｔ］を用いて、ワーク原
点座標系ＲｅｆＷを基準とするミラー３０ｄの３点の座
標ＷＭ１（ｘｗｍ１，ｙｗｍ１，ｚｗｍ１）〜ＷＭ３
（ｘｗｍ３，ｙｗｍ３，ｚｗｍ３）を以下の（５）式〜
（７）式を用いて求める（ステップＳ４）。
標系ＲｅｆＳを基準とするものであるから、ステップＳ
２で求めた変換マトリックス［Ｔ］を用いて、ワーク原
点座標系ＲｅｆＷを基準とするミラー３０ｄの３点の座
標ＷＭ１（ｘｗｍ１，ｙｗｍ１，ｚｗｍ１）〜ＷＭ３
（ｘｗｍ３，ｙｗｍ３，ｚｗｍ３）を以下の（５）式〜
（７）式を用いて求める（ステップＳ４）。
【００３４】
【数５】
【００３５】
【数６】
【００３６】
【数７】
【００３７】次いで、ミラー３０ｄの３点の各座標ＷＭ
１〜ＷＭ３から作業ロボット１４の作業ロボット原点座
標系ＲｅｆＲまでの距離ｄ１〜ｄ３（図４参照）を求
め、この距離ｄ１〜ｄ３を用いて作業ロボット原点座標
系ＲｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とする座
標ＷＢ（ｘｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）を求める（ステップ
Ｓ５）。
１〜ＷＭ３から作業ロボット１４の作業ロボット原点座
標系ＲｅｆＲまでの距離ｄ１〜ｄ３（図４参照）を求
め、この距離ｄ１〜ｄ３を用いて作業ロボット原点座標
系ＲｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とする座
標ＷＢ（ｘｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）を求める（ステップ
Ｓ５）。
【００３８】この場合、距離ｄ１〜ｄ３と座標ＷＢ（ｘ
ｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）との間には、 （ｘｗｍ１−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ１−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ１−ｚｗｂ）2 ＝ｄ１2 …（８） （ｘｗｍ２−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ２−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ２−ｚｗｂ）2 ＝ｄ２2 …（９） （ｘｗｍ３−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ３−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ３−ｚｗｂ）2 ＝ｄ３2 …（１０） の関係がある。
ｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）との間には、 （ｘｗｍ１−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ１−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ１−ｚｗｂ）2 ＝ｄ１2 …（８） （ｘｗｍ２−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ２−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ２−ｚｗｂ）2 ＝ｄ２2 …（９） （ｘｗｍ３−ｘｗｂ）2 ＋（ｙｗｍ３−ｙｗｂ）2 ＋（ｚｗｍ３−ｚｗｂ）2 ＝ｄ３2 …（１０） の関係がある。
【００３９】一方、作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲを
基準とするミラー３０ｄの３点の各座標ＲＭ１（ｘｒｍ
１，ｙｒｍ１，ｚｒｍ１）〜ＲＭ３（ｘｒｍ３，ｙｒｍ
３，ｚｒｍ３）は、ロボットコントローラ１８により検
出された作業ロボット１４の状態を表すデータから求め
ることができる。すなわち、ロボットコントローラ１８
には、エンコーダ等によって検出された作業ロボット１
４の各軸の角度データが入力されており、この角度デー
タ、作業ロボット１４のアームの長さ等のデータに基づ
き、作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲを基準とする座標
ＲＭ１〜ＲＭ３が求められる。距離ｄ１〜ｄ３は、座標
ＲＭ１〜ＲＭ３を用いて、 ｄ１2 ＝ｘｒｍ１2 ＋ｙｒｍ１2 ＋ｚｒｍ１2 …（１１） ｄ２2 ＝ｘｒｍ２2 ＋ｙｒｍ２2 ＋ｚｒｍ２2 …（１２） ｄ３2 ＝ｘｒｍ３2 ＋ｙｒｍ３2 ＋ｚｒｍ３2 …（１３） として求められる。
基準とするミラー３０ｄの３点の各座標ＲＭ１（ｘｒｍ
１，ｙｒｍ１，ｚｒｍ１）〜ＲＭ３（ｘｒｍ３，ｙｒｍ
３，ｚｒｍ３）は、ロボットコントローラ１８により検
出された作業ロボット１４の状態を表すデータから求め
ることができる。すなわち、ロボットコントローラ１８
には、エンコーダ等によって検出された作業ロボット１
４の各軸の角度データが入力されており、この角度デー
タ、作業ロボット１４のアームの長さ等のデータに基づ
き、作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲを基準とする座標
ＲＭ１〜ＲＭ３が求められる。距離ｄ１〜ｄ３は、座標
ＲＭ１〜ＲＭ３を用いて、 ｄ１2 ＝ｘｒｍ１2 ＋ｙｒｍ１2 ＋ｚｒｍ１2 …（１１） ｄ２2 ＝ｘｒｍ２2 ＋ｙｒｍ２2 ＋ｚｒｍ２2 …（１２） ｄ３2 ＝ｘｒｍ３2 ＋ｙｒｍ３2 ＋ｚｒｍ３2 …（１３） として求められる。
【００４０】従って、ワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準
とする作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの座標ＷＢ（ｘ
ｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）は、（８）式〜（１３）式から
求められる。
とする作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの座標ＷＢ（ｘ
ｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）は、（８）式〜（１３）式から
求められる。
【００４１】次に、作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの
ワーク原点座標系ＲｅｆＷに対する姿勢を求める（ステ
ップＳ６）。
ワーク原点座標系ＲｅｆＷに対する姿勢を求める（ステ
ップＳ６）。
【００４２】この場合、ミラー３０ｄの作業ロボット原
点座標系ＲｅｆＲを基準とする座標をＲＭ１′（ｘｒｍ
１′，ｙｒｍ１′，ｚｒｍ１′）とし（図５参照）、作
業ロボット１４が作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの設
計上の位置に、ワーク原点座標系ＲｅｆＷに対して傾斜
しない状態で据え付けられているものと仮定する。作業
ロボット原点座標系ＲｅｆＲをワーク原点座標系Ｒｅｆ
Ｗに変換する４×４の変換マトリックスを［Ｒｗ］とす
ると、ワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とするミラー３
０ｄの座標ＷＭ１′（ｘｗｍ１′，ｙｗｍ１′，ｚｗｍ
１′）は、
点座標系ＲｅｆＲを基準とする座標をＲＭ１′（ｘｒｍ
１′，ｙｒｍ１′，ｚｒｍ１′）とし（図５参照）、作
業ロボット１４が作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの設
計上の位置に、ワーク原点座標系ＲｅｆＷに対して傾斜
しない状態で据え付けられているものと仮定する。作業
ロボット原点座標系ＲｅｆＲをワーク原点座標系Ｒｅｆ
Ｗに変換する４×４の変換マトリックスを［Ｒｗ］とす
ると、ワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とするミラー３
０ｄの座標ＷＭ１′（ｘｗｍ１′，ｙｗｍ１′，ｚｗｍ
１′）は、
【００４３】
【数８】
【００４４】として求められる。なお、変換マトリック
ス［Ｒｗ］は、ワーク原点座標系ＲｅｆＷと作業ロボッ
ト原点座標系ＲｅｆＲとの設計上の関係として求めるこ
とができる。
ス［Ｒｗ］は、ワーク原点座標系ＲｅｆＷと作業ロボッ
ト原点座標系ＲｅｆＲとの設計上の関係として求めるこ
とができる。
【００４５】一方、実際に据え付けられている作業ロボ
ット１４の作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲは、ワーク
原点座標系ＲｅｆＷに対して、ステップＳ５で求められ
た座標ＷＢ（ｘｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）に位置してい
る。この場合、ワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とした
設計上の作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの座標をＷＢ
０（ｘｗｂ０，ｙｗｂ０，ｚｗｂ０）とすると、作業ロ
ボット原点座標系ＲｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷ
に対する姿勢を表す３×３のマトリックス［Ｒｒ］を、
ット１４の作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲは、ワーク
原点座標系ＲｅｆＷに対して、ステップＳ５で求められ
た座標ＷＢ（ｘｗｂ，ｙｗｂ，ｚｗｂ）に位置してい
る。この場合、ワーク原点座標系ＲｅｆＷを基準とした
設計上の作業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの座標をＷＢ
０（ｘｗｂ０，ｙｗｂ０，ｚｗｂ０）とすると、作業ロ
ボット原点座標系ＲｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷ
に対する姿勢を表す３×３のマトリックス［Ｒｒ］を、
【００４６】
【数９】
【００４７】として、ステップＳ４で求めたミラー３０
ｄの１つの座標ＷＭ１（ｘｗｍ１，ｙｗｍ１，ｚｗｍ
１）を用いて、
ｄの１つの座標ＷＭ１（ｘｗｍ１，ｙｗｍ１，ｚｗｍ
１）を用いて、
【００４８】
【数１０】
【００４９】の関係を得ることができる。なお、マトリ
ックス［Ｒｒ］の各成分は、作業ロボット原点座標系Ｒ
ｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷに対するロール角
φ、ピッチ角θ、ヨー角ψに対して、 ｎ１＝cos φ・cos θ …（１７） ｎ２＝sin φ・cos θ …（１８） ｎ３＝−sin θ …（１９） ｏ１＝cos φ・sin θ・sin ψ−sin φ・cos ψ …（２０） ｏ２＝sin φ・sin θ・sin ψ−cos φ・cos ψ …（２１） ｏ３＝cos θ・sin ψ …（２２） ａ１＝cos φ・sin θ・cos ψ＋sin φ・sin ψ …（２３） ａ２＝sin φ・sin θ・cos ψ−cos φ・sin ψ …（２４） ａ３＝cos θ・cos ψ …（２５） の関係にある。
ックス［Ｒｒ］の各成分は、作業ロボット原点座標系Ｒ
ｅｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷに対するロール角
φ、ピッチ角θ、ヨー角ψに対して、 ｎ１＝cos φ・cos θ …（１７） ｎ２＝sin φ・cos θ …（１８） ｎ３＝−sin θ …（１９） ｏ１＝cos φ・sin θ・sin ψ−sin φ・cos ψ …（２０） ｏ２＝sin φ・sin θ・sin ψ−cos φ・cos ψ …（２１） ｏ３＝cos θ・sin ψ …（２２） ａ１＝cos φ・sin θ・cos ψ＋sin φ・sin ψ …（２３） ａ２＝sin φ・sin θ・cos ψ−cos φ・sin ψ …（２４） ａ３＝cos θ・cos ψ …（２５） の関係にある。
【００５０】ミラー３０ｄを他の２つの座標ＷＭ２（ｘ
ｗｍ２，ｙｗｍ２，ｚｗｍ２）およびＷＭ３（ｘｗｍ
３，ｙｗｍ３，ｚｗｍ３）に移動させたときの関係か
ら、同様にして、
ｗｍ２，ｙｗｍ２，ｚｗｍ２）およびＷＭ３（ｘｗｍ
３，ｙｗｍ３，ｚｗｍ３）に移動させたときの関係か
ら、同様にして、
【００５１】
【数１１】
【００５２】
【数１２】
【００５３】の関係を得ることができる。これらの（１
６）式〜（２７）式から、作業ロボット原点座標系Ｒｅ
ｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷに対する姿勢を表すロ
ール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψを求めることができ
る。
６）式〜（２７）式から、作業ロボット原点座標系Ｒｅ
ｆＲのワーク原点座標系ＲｅｆＷに対する姿勢を表すロ
ール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψを求めることができ
る。
【００５４】以上のようにして、作業ロボット１４の作
業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの位置および姿勢を求め
ることができる。このようにして求められた作業ロボッ
ト原点座標系ＲｅｆＲの位置および姿勢に基づき、オフ
ラインティーチングデータを修正することにより、作業
ロボット１４の位置および姿勢に対応した高精度なティ
ーチングデータを求めることができる。
業ロボット原点座標系ＲｅｆＲの位置および姿勢を求め
ることができる。このようにして求められた作業ロボッ
ト原点座標系ＲｅｆＲの位置および姿勢に基づき、オフ
ラインティーチングデータを修正することにより、作業
ロボット１４の位置および姿勢に対応した高精度なティ
ーチングデータを求めることができる。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、任意の
位置に配置した測定手段により測定したデータに基づ
き、ワークに対する作業ロボットの設置位置および姿勢
を容易に検出することができる。また、検出されたこれ
らの情報に基づいてティーチングデータを効率的に修正
することができるため、結果的に作業ロボットの稼働率
の向上に寄与することが可能となる。
位置に配置した測定手段により測定したデータに基づ
き、ワークに対する作業ロボットの設置位置および姿勢
を容易に検出することができる。また、検出されたこれ
らの情報に基づいてティーチングデータを効率的に修正
することができるため、結果的に作業ロボットの稼働率
の向上に寄与することが可能となる。
【図１】本発明の作業ロボットの設置状態検出方法が適
用されるシステムの全体構成図である。
用されるシステムの全体構成図である。
【図２】本実施形態の作業ロボットの設置状態検出方法
の手順を示すフローチャートである。
の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の作業ロボットの設置状態検出方法
において、測定機座標系をワーク原点座標系に変換する
変換マトリックスの求め方の説明図である。
において、測定機座標系をワーク原点座標系に変換する
変換マトリックスの求め方の説明図である。
【図４】作業ロボット原点座標系の位置の算出方法の説
明図である。
明図である。
【図５】作業ロボット原点座標系の姿勢の算出方法の説
明図である。
明図である。
１０…作業台 １２ａ〜１２ｃ…
基準ピン １４…作業ロボット １６…エンドエフ
ェクタ １８…ロボットコントローラ ２０…測定機 ２８…位置算出器 ３０ａ〜３０ｄ…
ミラー ＲｅｆＳ…測定機座標系 ＲｅｆＷ…ワーク
原点座標系 ＲｅｆＲ…作業ロボット原点座標系 Ｗ…ワーク
基準ピン １４…作業ロボット １６…エンドエフ
ェクタ １８…ロボットコントローラ ２０…測定機 ２８…位置算出器 ３０ａ〜３０ｄ…
ミラー ＲｅｆＳ…測定機座標系 ＲｅｆＷ…ワーク
原点座標系 ＲｅｆＲ…作業ロボット原点座標系 Ｗ…ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽田 将友 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3F059 BA03 DA08 DC08 DD11 DE06 FA03 FA08 FB26 5H269 AB26 AB33 BB03 BB07 CC09 DD05 FF02 FF05 JJ02 JJ19 NN16 QC10
Claims (3)
- 【請求項１】ワークに対して所定の作業を行う作業ロボ
ットの設置状態を検出する方法であって、 測定手段により前記ワークの基準位置を測定し、前記測
定手段を基準とするワーク原点座標系を求めるステップ
と、 前記作業ロボットのエンドエフェクタを任意の３点の位
置に設定し、前記測定手段により前記３点の位置を測定
し、前記ワーク原点座標系を基準とする前記３点の位置
を求めるステップと、 前記３点の位置から作業ロボット原点座標系までの各距
離を、前記エンドエフェクタが前記３点の位置にあると
きの前記作業ロボットの状態から求めるステップと、 前記ワーク原点座標系を基準とする前記３点の位置と前
記各距離とから、前記ワーク原点座標系を基準とする前
記作業ロボット原点座標系の位置を求めるステップと、 前記エンドエフェクタを任意の位置に設定したときの前
記作業ロボット原点座標系を基準とする前記位置を前記
作業ロボットの状態から求める一方、前記位置を前記測
定手段により測定し、前記作業ロボット原点座標系を基
準とする位置として求め、これらの位置から前記作業ロ
ボット原点座標系の姿勢を求めるステップと、 を有することを特徴とする作業ロボットの設置状態検出
方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記ワーク原点座標系は、前記ワークに対して設定した
３つの基準位置を前記測定手段により測定することで、
その位置および姿勢を求めることを特徴とする作業ロボ
ットの設置状態検出方法。 - 【請求項３】請求項１記載の方法において、 前記作業ロボット原点座標系の姿勢を求めるための前記
エンドエフェクタの前記位置は、前記作業ロボット原点
座標系の位置を求めるための前記３点の位置の１つであ
ることを特徴とする作業ロボットの設置状態検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198124A JP2001025985A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 作業ロボットの設置状態検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198124A JP2001025985A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 作業ロボットの設置状態検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001025985A true JP2001025985A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16385861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11198124A Pending JP2001025985A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 作業ロボットの設置状態検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001025985A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008107715A2 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Absolute Robotics Limited | Determining positions |
| JP2011048467A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Fanuc Ltd | 加工システム |
| US10744645B2 (en) | 2017-10-12 | 2020-08-18 | Fanuc Corporation | Measurement system |
| JP2020197510A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社東芝 | 較正検出装置、方法及びプログラム |
| WO2022259538A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 株式会社ニコン | 位置測定装置、位置測定システム、及び測定装置 |
| WO2022259536A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 株式会社ニコン | 位置測定装置、及び位置測定方法 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11198124A patent/JP2001025985A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008107715A2 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Absolute Robotics Limited | Determining positions |
| WO2008107715A3 (en) * | 2007-03-05 | 2009-02-26 | Absolute Robotics Ltd | Determining positions |
| CN101680743B (zh) * | 2007-03-05 | 2012-05-02 | 绝对机器人技术有限公司 | 确定位置 |
| US8290618B2 (en) | 2007-03-05 | 2012-10-16 | CNOS Automations Software GmbH | Determining positions |
| KR101477481B1 (ko) * | 2007-03-05 | 2014-12-30 | 이노스 오토메이션스소프트웨어 게엠베하 | 위치 결정 장치 및 방법 |
| JP2011048467A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Fanuc Ltd | 加工システム |
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| JP2020197510A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社東芝 | 較正検出装置、方法及びプログラム |
| JP7204580B2 (ja) | 2019-06-05 | 2023-01-16 | 株式会社東芝 | 較正検出装置、方法及びプログラム |
| WO2022259538A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 株式会社ニコン | 位置測定装置、位置測定システム、及び測定装置 |
| WO2022259536A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 株式会社ニコン | 位置測定装置、及び位置測定方法 |
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