JP2003220587A - 産業用ロボットのキャリブレーション方法 - Google Patents
産業用ロボットのキャリブレーション方法Info
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- JP2003220587A JP2003220587A JP2002019436A JP2002019436A JP2003220587A JP 2003220587 A JP2003220587 A JP 2003220587A JP 2002019436 A JP2002019436 A JP 2002019436A JP 2002019436 A JP2002019436 A JP 2002019436A JP 2003220587 A JP2003220587 A JP 2003220587A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 産業用ロボットの各関節軸の原点較正におい
て、容易に原点較正を行うことができ、また正確に原点
較正を行うことができるような、産業用ロボットのキャ
リブレーション方法を提供する。 【解決手段】 複数の関節軸のうち互いに隣接する関節
軸の一方を固定側の関節軸２とし他方を回動側の関節軸
１とし、これら関節軸１または２のいずれか一方に非接
触型の距離センサ６、７を複数個設け、他方に複数個の
距離センサ６、７のそれぞれと対をなすとともに距離セ
ンサ６、７との距離を距離センサ６、７にて測定可能に
するための部材８を設け、関節軸１または２のいずれか
一方あるいは双方を動作させることにより固定側の関節
軸２に対する回動側の関節軸１の相対角度を変化させ、
この相対角度の変化の過程で複数個の距離センサ６、７
の検出値をモニタし、この検出値に基づいて固定側の関
節軸２に対する回動側の関節軸１の原点を設定する。
て、容易に原点較正を行うことができ、また正確に原点
較正を行うことができるような、産業用ロボットのキャ
リブレーション方法を提供する。 【解決手段】 複数の関節軸のうち互いに隣接する関節
軸の一方を固定側の関節軸２とし他方を回動側の関節軸
１とし、これら関節軸１または２のいずれか一方に非接
触型の距離センサ６、７を複数個設け、他方に複数個の
距離センサ６、７のそれぞれと対をなすとともに距離セ
ンサ６、７との距離を距離センサ６、７にて測定可能に
するための部材８を設け、関節軸１または２のいずれか
一方あるいは双方を動作させることにより固定側の関節
軸２に対する回動側の関節軸１の相対角度を変化させ、
この相対角度の変化の過程で複数個の距離センサ６、７
の検出値をモニタし、この検出値に基づいて固定側の関
節軸２に対する回動側の関節軸１の原点を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
キャリブレーション方法（関節軸の原点位置の較正方
法）に関し、特に、垂直多関節型の産業用ロボットにお
けるキャリブレーション方法に関する。
キャリブレーション方法（関節軸の原点位置の較正方
法）に関し、特に、垂直多関節型の産業用ロボットにお
けるキャリブレーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、産業用ロボットは、ロボット
制御装置によって指示されたプログラムに従って所望の
動作を行うようにされている。この所望の動作は、複数
の関節軸の動作の集積によってロボット先端部に設けら
れた種々のエンドエフェクタが動作することにより遂行
される。この所望の動作を正確に行わせるためには、各
関節軸を駆動する機構部の実際の状態とロボット制御装
置が認識している状態とを一致させる必要があり、その
ための作業がキャリブレーション（関節軸の原点位置の
較正）である。
制御装置によって指示されたプログラムに従って所望の
動作を行うようにされている。この所望の動作は、複数
の関節軸の動作の集積によってロボット先端部に設けら
れた種々のエンドエフェクタが動作することにより遂行
される。この所望の動作を正確に行わせるためには、各
関節軸を駆動する機構部の実際の状態とロボット制御装
置が認識している状態とを一致させる必要があり、その
ための作業がキャリブレーション（関節軸の原点位置の
較正）である。
【０００３】従来行われていた垂直多関節型の産業用ロ
ボットにおける各関節角度の原点位置の較正方法すなわ
ちキャリブレーションの方法としては、以下のようなも
のがある。例えば、連結された２つの関節軸の一方を固
定側、他方を回動側として、固定側の関節軸を構成する
構造体と回動側の関節軸を構成する構造体の双方にピン
穴を設け、これら２つのピン穴が回動側の関節軸が原点
位置の角度姿勢において１本のピンが貫通して挿入可能
に構成されているものがある。このものにおいては、キ
ャリブレーション時には、両方のピン穴にピンが貫通し
て挿入されるときの角度を回動側の関節軸の原点位置と
判断し、これを連結されたすべての関節軸において行う
ことによりキャリブレーションを行うようにしている。
係る方法を利用したものとしては、特開平４−３００１
８１号や特開平８−１５５８６６号があり、これらにお
いては、相対位置の決まった複数の原点ピン穴があいた
治具を用い、同時に複数のピン穴にピンを挿入すること
により、一度の作業によりすべての関節軸のキャリブレ
ーションを行うようにしている。
ボットにおける各関節角度の原点位置の較正方法すなわ
ちキャリブレーションの方法としては、以下のようなも
のがある。例えば、連結された２つの関節軸の一方を固
定側、他方を回動側として、固定側の関節軸を構成する
構造体と回動側の関節軸を構成する構造体の双方にピン
穴を設け、これら２つのピン穴が回動側の関節軸が原点
位置の角度姿勢において１本のピンが貫通して挿入可能
に構成されているものがある。このものにおいては、キ
ャリブレーション時には、両方のピン穴にピンが貫通し
て挿入されるときの角度を回動側の関節軸の原点位置と
判断し、これを連結されたすべての関節軸において行う
ことによりキャリブレーションを行うようにしている。
係る方法を利用したものとしては、特開平４−３００１
８１号や特開平８−１５５８６６号があり、これらにお
いては、相対位置の決まった複数の原点ピン穴があいた
治具を用い、同時に複数のピン穴にピンを挿入すること
により、一度の作業によりすべての関節軸のキャリブレ
ーションを行うようにしている。
【０００４】また、別のものとして、固定側の関節軸を
構成する構造体と回動側の関節軸を構成する構造体の双
方に合いマークを設け、これら２つの合いマークが回動
側の関節軸が原点位置の角度姿勢において合致するよう
に構成されているものもある。このものにおいては、キ
ャリブレーション時には、双方の合いマークが合致した
ときの角度を回動側の関節軸の原点位置と判断し、これ
を連結されたすべての関節軸において行うことによりキ
ャリブレーションを行うようにしている。
構成する構造体と回動側の関節軸を構成する構造体の双
方に合いマークを設け、これら２つの合いマークが回動
側の関節軸が原点位置の角度姿勢において合致するよう
に構成されているものもある。このものにおいては、キ
ャリブレーション時には、双方の合いマークが合致した
ときの角度を回動側の関節軸の原点位置と判断し、これ
を連結されたすべての関節軸において行うことによりキ
ャリブレーションを行うようにしている。
【０００５】さらに、特開平８−２７６３９０号に開示
されているものにおいては、アーム先端に取り付けられ
た円筒部品を、定位置に配置された円筒が勘合する穴付
きのプレートに勘合させることにより、すべての関節軸
のキャリブレーションを行うようにしている。
されているものにおいては、アーム先端に取り付けられ
た円筒部品を、定位置に配置された円筒が勘合する穴付
きのプレートに勘合させることにより、すべての関節軸
のキャリブレーションを行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した特開
平４−３００１８１号や特開平８−１５５８６６号に開
示されている方法においては、相対位置の決まった複数
のピン穴に同時にピンを挿入するので、各関節部の加工
組み付け誤差が累積されることになり、ピン穴部の加工
精度不足や関節駆動部の組み付け誤差等により、ピン穴
の相対位置がずれ、ピンの挿入が困難であったり、最悪
の場合はピンが挿入できないといった不具合が生じるこ
とがあり、原点位置の較正を容易に行うことができない
といった問題がある。また、合いマークを使用するもの
においては、合いマークを合致させる際に目視に頼るこ
とになるので、原点位置較正の正確さに欠けるといった
問題がある。さらに、前述した特開平８−２７６３９０
号に開示されている方法においては、アーム先端に取り
付けられた円筒部品を定位置に配置された穴付きのプレ
ートに勘合させた際には、各関節軸にかかるひずみは考
慮されていないため、ロボットアームにたわみを残した
状態や各関節軸が有する減速機にヒステリシスを残した
状態で原点位置の較正が行われる可能性があり、この場
合も原点位置較正の正確さに欠けるといった問題があ
る。
平４−３００１８１号や特開平８−１５５８６６号に開
示されている方法においては、相対位置の決まった複数
のピン穴に同時にピンを挿入するので、各関節部の加工
組み付け誤差が累積されることになり、ピン穴部の加工
精度不足や関節駆動部の組み付け誤差等により、ピン穴
の相対位置がずれ、ピンの挿入が困難であったり、最悪
の場合はピンが挿入できないといった不具合が生じるこ
とがあり、原点位置の較正を容易に行うことができない
といった問題がある。また、合いマークを使用するもの
においては、合いマークを合致させる際に目視に頼るこ
とになるので、原点位置較正の正確さに欠けるといった
問題がある。さらに、前述した特開平８−２７６３９０
号に開示されている方法においては、アーム先端に取り
付けられた円筒部品を定位置に配置された穴付きのプレ
ートに勘合させた際には、各関節軸にかかるひずみは考
慮されていないため、ロボットアームにたわみを残した
状態や各関節軸が有する減速機にヒステリシスを残した
状態で原点位置の較正が行われる可能性があり、この場
合も原点位置較正の正確さに欠けるといった問題があ
る。
【０００７】本発明は、係る従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、産業用ロボットの各関節
軸の原点較正において、容易に原点位置の較正を行うこ
とができ、また正確に原点位置の較正を行うことができ
るような、産業用ロボットのキャリブレーション方法を
提供することを目的とする。
るためになされたものであり、産業用ロボットの各関節
軸の原点較正において、容易に原点位置の較正を行うこ
とができ、また正確に原点位置の較正を行うことができ
るような、産業用ロボットのキャリブレーション方法を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１に係る発明では、複数の関節軸を有する産
業用ロボットについて各関節軸の原点位置の較正を行う
産業用ロボットのキャリブレーション方法において、複
数の関節軸のうち互いに隣接する関節軸の一方を固定側
の関節軸とし他方を回動側の関節軸とし、固定側の関節
軸または回動側の関節軸のいずれか一方に非接触型の距
離センサを複数個設け、他方に複数個の距離センサのそ
れぞれと対をなすとともに距離センサとの距離を距離セ
ンサにて測定可能にするための部材を設け、固定側の関
節軸または回動側の関節軸のいずれか一方あるいは双方
を動作させることにより固定側の関節軸に対する回動側
の関節軸の相対角度を変化させ、この相対角度の変化の
過程で複数個の距離センサの検出値をモニタし、この検
出値に基づいて固定側の関節軸に対する回動側の関節軸
の原点位置を設定するようにしたことを特徴とする産業
用ロボットのキャリブレーション方法を提供した。な
お、「各関節軸の原点位置の較正」とは、各関節軸を駆
動する機構部の実際の状態とロボット制御装置が認識し
ている状態とを一致させること指す。
に、請求項１に係る発明では、複数の関節軸を有する産
業用ロボットについて各関節軸の原点位置の較正を行う
産業用ロボットのキャリブレーション方法において、複
数の関節軸のうち互いに隣接する関節軸の一方を固定側
の関節軸とし他方を回動側の関節軸とし、固定側の関節
軸または回動側の関節軸のいずれか一方に非接触型の距
離センサを複数個設け、他方に複数個の距離センサのそ
れぞれと対をなすとともに距離センサとの距離を距離セ
ンサにて測定可能にするための部材を設け、固定側の関
節軸または回動側の関節軸のいずれか一方あるいは双方
を動作させることにより固定側の関節軸に対する回動側
の関節軸の相対角度を変化させ、この相対角度の変化の
過程で複数個の距離センサの検出値をモニタし、この検
出値に基づいて固定側の関節軸に対する回動側の関節軸
の原点位置を設定するようにしたことを特徴とする産業
用ロボットのキャリブレーション方法を提供した。な
お、「各関節軸の原点位置の較正」とは、各関節軸を駆
動する機構部の実際の状態とロボット制御装置が認識し
ている状態とを一致させること指す。
【０００９】係る構成としたことにより、互いに隣接す
る関節軸において固定側の関節軸に対する回動側の関節
軸の相対角度を変化させていく過程で、複数個の非接触
型の距離センサの検出値が原点を示す値となったときの
位置を原点位置として登録することになる。ここで、
「複数個の距離センサの検出値が原点を示す値となった
とき」とは、例えば、相対角度が原点位置になったとき
に複数個の距離センサの検出値が互いに一致するよう
に、複数個の距離センサ、及び複数個の距離センサのそ
れぞれと対をなすとともに距離センサとの距離を距離セ
ンサにて測定可能にするための部材を取り付けておけ
ば、固定側の関節軸に対する回動側の関節軸の相対角度
を変化させていく過程で、複数個の距離センサの検出値
が互いに一致した位置を原点位置として登録すればよ
い。係る構成においては、原点位置の検出には非接触型
のセンサを使用しているので、従来技術のようにピンが
挿入できないといった不具合は生じない。また、係る構
成においては、距離センサの検出値をモニタすることに
より原点位置を検出するようにしているので、従来技術
の合いマークを使用した目視により原点位置を検出する
ものに比して、原点位置を正確に検出することができ
る。
る関節軸において固定側の関節軸に対する回動側の関節
軸の相対角度を変化させていく過程で、複数個の非接触
型の距離センサの検出値が原点を示す値となったときの
位置を原点位置として登録することになる。ここで、
「複数個の距離センサの検出値が原点を示す値となった
とき」とは、例えば、相対角度が原点位置になったとき
に複数個の距離センサの検出値が互いに一致するよう
に、複数個の距離センサ、及び複数個の距離センサのそ
れぞれと対をなすとともに距離センサとの距離を距離セ
ンサにて測定可能にするための部材を取り付けておけ
ば、固定側の関節軸に対する回動側の関節軸の相対角度
を変化させていく過程で、複数個の距離センサの検出値
が互いに一致した位置を原点位置として登録すればよ
い。係る構成においては、原点位置の検出には非接触型
のセンサを使用しているので、従来技術のようにピンが
挿入できないといった不具合は生じない。また、係る構
成においては、距離センサの検出値をモニタすることに
より原点位置を検出するようにしているので、従来技術
の合いマークを使用した目視により原点位置を検出する
ものに比して、原点位置を正確に検出することができ
る。
【００１０】ところで、関節軸を構成する機構部の機械
誤差を考慮しキャリブレーションの精度を高めるため
に、原点位置の登録に際しては、関節軸の相対角度を小
さくしていく過程で検出した原点位置と、関節軸の相対
角度を大きくしていく過程で検出した原点位置の双方を
考慮するようにした方がよい（請求項２）。例えば、関
節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出した原点位
置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程で検出し
た原点位置との中間位置を原点位置として登録するよう
にすればよい（請求項３）。
誤差を考慮しキャリブレーションの精度を高めるため
に、原点位置の登録に際しては、関節軸の相対角度を小
さくしていく過程で検出した原点位置と、関節軸の相対
角度を大きくしていく過程で検出した原点位置の双方を
考慮するようにした方がよい（請求項２）。例えば、関
節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出した原点位
置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程で検出し
た原点位置との中間位置を原点位置として登録するよう
にすればよい（請求項３）。
【００１１】なお、非接触型の距離センサとして反射型
の光センサを使用する場合は（請求項４）、固定側の関
節軸または回動側の関節軸のいずれか一方に反射型の光
センサを複数個設け、他方に反射型の光センサの各投光
を反射可能にされた反射ブロックを設けるようにすれば
よい（請求項５）。また、非接触型の距離センサとして
投光器と受光器とを有する透過型の光センサを使用する
場合は（請求項６）、固定側の関節軸または回動側の関
節軸のいずれか一方に透過型の光センサが有する投光器
を複数個設け、他方に透過型の光センサの投光器が発す
る各投光を受光可能にされた受光器を設けるようにすれ
ばよい（請求項７）。
の光センサを使用する場合は（請求項４）、固定側の関
節軸または回動側の関節軸のいずれか一方に反射型の光
センサを複数個設け、他方に反射型の光センサの各投光
を反射可能にされた反射ブロックを設けるようにすれば
よい（請求項５）。また、非接触型の距離センサとして
投光器と受光器とを有する透過型の光センサを使用する
場合は（請求項６）、固定側の関節軸または回動側の関
節軸のいずれか一方に透過型の光センサが有する投光器
を複数個設け、他方に透過型の光センサの投光器が発す
る各投光を受光可能にされた受光器を設けるようにすれ
ばよい（請求項７）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形
態におけるキャリブレーション方法を説明するための機
構図である。また、図２は図１の側面図である。
て、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形
態におけるキャリブレーション方法を説明するための機
構図である。また、図２は図１の側面図である。
【００１３】まず、本発明の一実施形態に係るキャリブ
レーション方法を実施するための構成について、図１及
び図２を参照して説明する。第１アーム１と第２アーム
２は連結された２つの関節軸であり、第１アーム１は、
駆動源５を介して、第２アーム２に対して図１の鉛直方
向（紙面に対して垂直な方向）に回動可能に連結されて
いる。ここでは、説明の便宜上、第１アーム１が回動側
の関節軸で、第２アーム２が固定側の関節軸であるもの
とする。なお、図１では、垂直多関節型ロボットを構成
する関節軸のうち、第１アーム及び第２アームのみを記
載し、他の関節軸は省略している。
レーション方法を実施するための構成について、図１及
び図２を参照して説明する。第１アーム１と第２アーム
２は連結された２つの関節軸であり、第１アーム１は、
駆動源５を介して、第２アーム２に対して図１の鉛直方
向（紙面に対して垂直な方向）に回動可能に連結されて
いる。ここでは、説明の便宜上、第１アーム１が回動側
の関節軸で、第２アーム２が固定側の関節軸であるもの
とする。なお、図１では、垂直多関節型ロボットを構成
する関節軸のうち、第１アーム及び第２アームのみを記
載し、他の関節軸は省略している。
【００１４】第１アーム１の回動軸である第１アーム回
動軸３の軸円周上には、非接触型の距離センサとしての
第１センサ６及び第２センサ７が設けられている。これ
ら第１センサ６及び第２センサ７は、所謂反射型の光セ
ンサである。そして、これら第１センサ６及び第２セン
サ７のそれぞれは、互いの投光軸が９０°の角度をもっ
て交差するように配置されている。一方、第２アーム２
上には、センサ６、７のそれぞれと対をなすとともに、
センサ６、７との距離をセンサ６、７にて測定可能にす
るための部材としての反射ブロック８が取付けられてい
る。この反射ブロック８は第１センサ６及び第２センサ
７の各投光のそれぞれを垂直面をもって反射する２つの
反射面を有する形状となっている。これにより、反射型
の光センサである第１センサ６及び第２センサ７は、反
射ブロック８の反射面にて反射された自身の投光を受光
することにより、各センサ６、７のそれぞれから反射ブ
ロック８までの距離を測定することができる。
動軸３の軸円周上には、非接触型の距離センサとしての
第１センサ６及び第２センサ７が設けられている。これ
ら第１センサ６及び第２センサ７は、所謂反射型の光セ
ンサである。そして、これら第１センサ６及び第２セン
サ７のそれぞれは、互いの投光軸が９０°の角度をもっ
て交差するように配置されている。一方、第２アーム２
上には、センサ６、７のそれぞれと対をなすとともに、
センサ６、７との距離をセンサ６、７にて測定可能にす
るための部材としての反射ブロック８が取付けられてい
る。この反射ブロック８は第１センサ６及び第２センサ
７の各投光のそれぞれを垂直面をもって反射する２つの
反射面を有する形状となっている。これにより、反射型
の光センサである第１センサ６及び第２センサ７は、反
射ブロック８の反射面にて反射された自身の投光を受光
することにより、各センサ６、７のそれぞれから反射ブ
ロック８までの距離を測定することができる。
【００１５】反射ブロック８は、固定側の関節軸として
の第２アーム２に対する回動側の関節軸としての第１ア
ーム１の相対角度が原点位置にあるときに、第１センサ
６が測定した距離と第２センサ７が測定した距離とが等
しくなるように、その取付位置及び取付角度を考慮して
第２アーム２に設置されている。第１センサ６及び第２
センサ７の電源線及び信号線は、第１アーム１上に設け
られたセンサ用コネクタ１１に接続されている。このセ
ンサ用コネクタ１１は、波形測定器１２を接続可能にさ
れている。そして、波形測定器１２をセンサ用コネクタ
１１に接続することにより、作業者が各センサ６、７の
出力をモニタすることが可能にされている。波形測定器
１２には、各センサ６、７が正常に動作していることを
確認する機能があり、さらに各センサ６、７が検出し
た、各センサ６、７のそれぞれから反射ブロック８まで
の距離を表示する機能もある。
の第２アーム２に対する回動側の関節軸としての第１ア
ーム１の相対角度が原点位置にあるときに、第１センサ
６が測定した距離と第２センサ７が測定した距離とが等
しくなるように、その取付位置及び取付角度を考慮して
第２アーム２に設置されている。第１センサ６及び第２
センサ７の電源線及び信号線は、第１アーム１上に設け
られたセンサ用コネクタ１１に接続されている。このセ
ンサ用コネクタ１１は、波形測定器１２を接続可能にさ
れている。そして、波形測定器１２をセンサ用コネクタ
１１に接続することにより、作業者が各センサ６、７の
出力をモニタすることが可能にされている。波形測定器
１２には、各センサ６、７が正常に動作していることを
確認する機能があり、さらに各センサ６、７が検出し
た、各センサ６、７のそれぞれから反射ブロック８まで
の距離を表示する機能もある。
【００１６】ここでは、説明の便宜上、回動側の関節軸
としての第１アーム１に設けられた第１センサ６、第２
センサ７、センサ用コネクタ１１、及び固定側の関節軸
としての第２アーム２に設けられた反射ブロック８のみ
を紹介したが、第１センサ６、第２センサ７、センサ用
コネクタ１１、及び反射ブロック８は、キャリブレーシ
ョンを行う必要のあるすべての関節軸に設けられてい
る。
としての第１アーム１に設けられた第１センサ６、第２
センサ７、センサ用コネクタ１１、及び固定側の関節軸
としての第２アーム２に設けられた反射ブロック８のみ
を紹介したが、第１センサ６、第２センサ７、センサ用
コネクタ１１、及び反射ブロック８は、キャリブレーシ
ョンを行う必要のあるすべての関節軸に設けられてい
る。
【００１７】次に、前述した構成を使用した、本発明の
一実施形態に係るキャリブレーション方法について説明
する。まず、作業者は、図示しない手動操作盤（ティー
チペンダント）等を操作し、回動側の関節軸としての第
１アーム１または固定側の関節軸としての第２アーム２
のいずれか一方あるいは双方を動作させることにより、
固定側の関節軸としての第２アーム２に対する回動側の
関節軸としての第１アーム１の相対角度を変化させ、目
測により原点付近に合わせる。
一実施形態に係るキャリブレーション方法について説明
する。まず、作業者は、図示しない手動操作盤（ティー
チペンダント）等を操作し、回動側の関節軸としての第
１アーム１または固定側の関節軸としての第２アーム２
のいずれか一方あるいは双方を動作させることにより、
固定側の関節軸としての第２アーム２に対する回動側の
関節軸としての第１アーム１の相対角度を変化させ、目
測により原点付近に合わせる。
【００１８】次に、作業者は、センサ用コネクタ１１に
波形測定器１２を接続し、第１センサ６及び第２センサ
７に電源を供給し、各センサ６、７の出力波形をモニタ
する。ここで、センサ６、７が可視光を投光する形態の
場合は、作業者は、目視にて各センサ６、７の投光が反
射ブロック８に当たっているか否かの確認を行うことに
より、各センサ６、７が正常に動作しているか否かを確
認する。一方、センサ６、７が可視光以外の光を投光す
る形態の場合は、作業者は、投光を遮ることが可能な遮
へい物を各センサ６、７と反射ブロック８との間に介在
させ、波形測定器１２の波形変化をモニタすることによ
り、各センサ６、７が正常に動作しているか否かを確認
する。
波形測定器１２を接続し、第１センサ６及び第２センサ
７に電源を供給し、各センサ６、７の出力波形をモニタ
する。ここで、センサ６、７が可視光を投光する形態の
場合は、作業者は、目視にて各センサ６、７の投光が反
射ブロック８に当たっているか否かの確認を行うことに
より、各センサ６、７が正常に動作しているか否かを確
認する。一方、センサ６、７が可視光以外の光を投光す
る形態の場合は、作業者は、投光を遮ることが可能な遮
へい物を各センサ６、７と反射ブロック８との間に介在
させ、波形測定器１２の波形変化をモニタすることによ
り、各センサ６、７が正常に動作しているか否かを確認
する。
【００１９】センサ６、７が双方とも正常に動作してい
ることを確認した後、作業者は、図示しない手動操作盤
（ティーチペンダント）等を操作し、第１アーム１また
は第２アーム２のいずれか一方あるいは双方を微速動作
させることにより、固定側の関節軸としての第２アーム
２に対する回動側の関節軸としての第１アーム１の相対
角度を徐々に変化させる。この相対角度の変化の過程
で、作業者は、波形測定器１２をモニタすることによ
り、両センサ６、７の出力が等しくなった位置を検出
し、その位置を原点位置として登録する。なお、関節軸
を構成する機構部の機械誤差を考慮しキャリブレーショ
ンの精度を高めるために、原点位置の登録に際しては、
関節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出した原点
位置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程で検出
した原点位置の双方を考慮するようにした方がよい。例
えば、関節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出し
た原点位置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程
で検出した原点位置との中間位置を原点位置として登録
するようにすればよい。原点位置の登録が終了したなら
ば、作業者はセンサ用コネクタ１１に接続した波形測定
器１２を取り外す。
ることを確認した後、作業者は、図示しない手動操作盤
（ティーチペンダント）等を操作し、第１アーム１また
は第２アーム２のいずれか一方あるいは双方を微速動作
させることにより、固定側の関節軸としての第２アーム
２に対する回動側の関節軸としての第１アーム１の相対
角度を徐々に変化させる。この相対角度の変化の過程
で、作業者は、波形測定器１２をモニタすることによ
り、両センサ６、７の出力が等しくなった位置を検出
し、その位置を原点位置として登録する。なお、関節軸
を構成する機構部の機械誤差を考慮しキャリブレーショ
ンの精度を高めるために、原点位置の登録に際しては、
関節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出した原点
位置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程で検出
した原点位置の双方を考慮するようにした方がよい。例
えば、関節軸の相対角度を小さくしていく過程で検出し
た原点位置と、関節軸の相対角度を大きくしていく過程
で検出した原点位置との中間位置を原点位置として登録
するようにすればよい。原点位置の登録が終了したなら
ば、作業者はセンサ用コネクタ１１に接続した波形測定
器１２を取り外す。
【００２０】このようにして、固定側の関節軸としての
第２アーム２に対する回動側の関節軸としての第１アー
ム１のキャリブレーションが終了することになる。その
後は、同様にして、キャリブレーションを行う必要のあ
るすべての関節軸について、前述した作業を繰り返して
行うことになる。
第２アーム２に対する回動側の関節軸としての第１アー
ム１のキャリブレーションが終了することになる。その
後は、同様にして、キャリブレーションを行う必要のあ
るすべての関節軸について、前述した作業を繰り返して
行うことになる。
【００２１】以上、本発明の一実施形態について説明し
た。本実施形態によれば、センサ用コネクタ１１の着脱
時以外には、作業者はロボットに近づくことなく、安全
にキャリブレーション作業を行うことができる。また、
本実施形態によれば、非接触型の距離センサ６、７を使
用するので、従来技術のようにピン穴部の勘合に関する
構造体に対する加工精度や組み付け精度を考慮する必要
はなく、精度の高いキャリブレーション作業を行うこと
ができる。また、本実施形態によれば、キャリブレーシ
ョン作業はセンサの出力を参照して行うため、合いマー
クを使用して目視によりキャリブレーション作業を行う
従来技術に比して、精度の高いキャリブレーション作業
を行うことができる。
た。本実施形態によれば、センサ用コネクタ１１の着脱
時以外には、作業者はロボットに近づくことなく、安全
にキャリブレーション作業を行うことができる。また、
本実施形態によれば、非接触型の距離センサ６、７を使
用するので、従来技術のようにピン穴部の勘合に関する
構造体に対する加工精度や組み付け精度を考慮する必要
はなく、精度の高いキャリブレーション作業を行うこと
ができる。また、本実施形態によれば、キャリブレーシ
ョン作業はセンサの出力を参照して行うため、合いマー
クを使用して目視によりキャリブレーション作業を行う
従来技術に比して、精度の高いキャリブレーション作業
を行うことができる。
【００２２】なお、本実施形態では、非接触型の距離セ
ンサとしての第１センサ６及び第２センサ７は、第１ア
ーム１の回動軸である第１アーム回動軸３の軸円周上に
設けるようにしていたが、係る配置に限定されるもので
はなく、距離が確実に測定できることを必須条件とした
上で、ロボットの構造に応じて、自由な配置や組み合わ
せを選定することができる。
ンサとしての第１センサ６及び第２センサ７は、第１ア
ーム１の回動軸である第１アーム回動軸３の軸円周上に
設けるようにしていたが、係る配置に限定されるもので
はなく、距離が確実に測定できることを必須条件とした
上で、ロボットの構造に応じて、自由な配置や組み合わ
せを選定することができる。
【００２３】また、本実施形態では、回動側の関節軸
（第１アーム１）に反射型の光センサ６、７を設け、固
定側の関節軸（第２アーム２）に光センサ６、７の各投
光を反射する部材（反射ブロック８）を設けるようにし
ていたが、係る配置を逆転させてもよい。すなわち、固
定側の関節軸（第２アーム２）に反射型の光センサ６、
７を設け、回動側の関節軸（第１アーム１）に光センサ
６、７の各投光を反射する部材（反射ブロック８）を設
けるようにしてもよい。
（第１アーム１）に反射型の光センサ６、７を設け、固
定側の関節軸（第２アーム２）に光センサ６、７の各投
光を反射する部材（反射ブロック８）を設けるようにし
ていたが、係る配置を逆転させてもよい。すなわち、固
定側の関節軸（第２アーム２）に反射型の光センサ６、
７を設け、回動側の関節軸（第１アーム１）に光センサ
６、７の各投光を反射する部材（反射ブロック８）を設
けるようにしてもよい。
【００２４】また、本実施形態では、非接触型の距離セ
ンサ６、７は１関節軸あたり２個設けるようにしていた
が、距離を正確に測定可能であれば、３個以上設けるよ
うにしてもよい。
ンサ６、７は１関節軸あたり２個設けるようにしていた
が、距離を正確に測定可能であれば、３個以上設けるよ
うにしてもよい。
【００２５】また、本実施形態では、非接触型の距離セ
ンサとして反射型の光センサを使用し、キャリブレーシ
ョンを行う一方の関節軸に反射型の光センサを設け、他
方の関節軸に光センサの投光を反射する部材（反射ブロ
ック８）を設けるようにしていたが、この形態に限定さ
れるものではなく、反射型の光センサ以外の非接触型の
距離センサを使用することも可能である。例えば、非接
触型の距離センサとして投光器と受光器とで距離を測定
するようにされた透過型の光センサを使用することも可
能である。この場合は、キャリブレーションを行う一方
の関節軸に少なくとも２個の投光器を設け、他方の関節
軸に前述した各投光器に対応する受光器を設けるように
すればよい。係る形態の一例を図３に示す。図３におい
て、６及び７は回動側の関節軸としての第１アーム１に
設けられた２個の投光器であり、９及び１０は投光器
６、７のそれぞれに対応する受光器であり、これら受光
器９、１０はブロック８を介して固定側の関節軸として
の第２アーム２に取り付けられている。なお、図３に示
した投光器６、７、受光器９、１０以外の部材について
は、前述した図１に示した部材と同一であるので、ここ
での説明は省略する。
ンサとして反射型の光センサを使用し、キャリブレーシ
ョンを行う一方の関節軸に反射型の光センサを設け、他
方の関節軸に光センサの投光を反射する部材（反射ブロ
ック８）を設けるようにしていたが、この形態に限定さ
れるものではなく、反射型の光センサ以外の非接触型の
距離センサを使用することも可能である。例えば、非接
触型の距離センサとして投光器と受光器とで距離を測定
するようにされた透過型の光センサを使用することも可
能である。この場合は、キャリブレーションを行う一方
の関節軸に少なくとも２個の投光器を設け、他方の関節
軸に前述した各投光器に対応する受光器を設けるように
すればよい。係る形態の一例を図３に示す。図３におい
て、６及び７は回動側の関節軸としての第１アーム１に
設けられた２個の投光器であり、９及び１０は投光器
６、７のそれぞれに対応する受光器であり、これら受光
器９、１０はブロック８を介して固定側の関節軸として
の第２アーム２に取り付けられている。なお、図３に示
した投光器６、７、受光器９、１０以外の部材について
は、前述した図１に示した部材と同一であるので、ここ
での説明は省略する。
【００２６】ところで、産業用ロボットが使用される環
境は、一般に、粉塵、油霧、スパッタ粉の散乱などがあ
る苛酷なものである。そのため、距離を測定するために
高い精度が要求される非接触型の距離センサ６、７や、
粉塵や油の付着により不具合を起こす可能性のある反射
ブロック８やセンサ用コネクタ１１等の部材は、キャリ
ブレーション作業以外のロボット稼働時には、取り外し
可能な防塵防水用の防護カバーなどにより保護されるよ
うにすることが好ましい。また、係る環境への対策とし
て、非接触型のセンサの本体部分をロボットの構造体の
内部に配置し、投光器部分のみを外部に露出する構造と
することも有効である。ただし、この場合でも、外部に
露出することになる投光器部分については、防塵防水用
の防護カバーなどにより保護する必要がある。
境は、一般に、粉塵、油霧、スパッタ粉の散乱などがあ
る苛酷なものである。そのため、距離を測定するために
高い精度が要求される非接触型の距離センサ６、７や、
粉塵や油の付着により不具合を起こす可能性のある反射
ブロック８やセンサ用コネクタ１１等の部材は、キャリ
ブレーション作業以外のロボット稼働時には、取り外し
可能な防塵防水用の防護カバーなどにより保護されるよ
うにすることが好ましい。また、係る環境への対策とし
て、非接触型のセンサの本体部分をロボットの構造体の
内部に配置し、投光器部分のみを外部に露出する構造と
することも有効である。ただし、この場合でも、外部に
露出することになる投光器部分については、防塵防水用
の防護カバーなどにより保護する必要がある。
【００２７】
【発明の効果】本発明では、互いに隣接する関節軸にお
いて固定側の関節軸に対する回動側の関節軸の相対角度
を変化させていく過程で、複数個の非接触型の距離セン
サの検出値が原点を示す値となったときの位置を原点位
置として登録することにした。よって、原点位置の検出
には非接触型のセンサを使用しているので、従来技術の
ようにピンが挿入できないといった不具合を生じること
なく、容易に原点位置を検出することができるものとな
った。また、距離センサの検出値をモニタすることによ
り原点位置を検出するようにしているので、従来技術の
合いマークを使用した目視により原点位置を検出するも
のに比して、原点位置を正確に検出することができるも
のとなった。したがって、容易に原点位置の較正を行う
ことができ、また正確に原点位置の較正を行うことがで
きるような、産業用ロボットのキャリブレーション方法
を提供することができるものとなった。
いて固定側の関節軸に対する回動側の関節軸の相対角度
を変化させていく過程で、複数個の非接触型の距離セン
サの検出値が原点を示す値となったときの位置を原点位
置として登録することにした。よって、原点位置の検出
には非接触型のセンサを使用しているので、従来技術の
ようにピンが挿入できないといった不具合を生じること
なく、容易に原点位置を検出することができるものとな
った。また、距離センサの検出値をモニタすることによ
り原点位置を検出するようにしているので、従来技術の
合いマークを使用した目視により原点位置を検出するも
のに比して、原点位置を正確に検出することができるも
のとなった。したがって、容易に原点位置の較正を行う
ことができ、また正確に原点位置の較正を行うことがで
きるような、産業用ロボットのキャリブレーション方法
を提供することができるものとなった。
【図１】本発明の一実施形態におけるキャリブレーショ
ン方法を説明するための機構図である。
ン方法を説明するための機構図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるキャリブレーショ
ン方法を説明するための図１とは別の形態の機構図であ
る。
ン方法を説明するための図１とは別の形態の機構図であ
る。
１ 第１アーム（回動側の関節軸）
２ 第２アーム（固定側の関節軸）
３ 第１アーム回動軸
４ 第２アーム固定軸
５ 駆動源
６ 第１センサ（非接触型の距離センサ）
７ 第２センサ（非接触型の距離センサ）
８ 反射ブロック（距離センサ６、７と対をなす部材）
９ 第１センサ受光部
１０ 第２センサ受光部
１１ センサ用コネクタ
１２ 波形測定器
Claims (7)
- 【請求項１】複数の関節軸を有する産業用ロボットにつ
いて各関節軸の原点位置の較正を行う産業用ロボットの
キャリブレーション方法において、 複数の関節軸のうち互いに隣接する関節軸の一方を固定
側の関節軸とし他方を回動側の関節軸とし、 前記固定側の関節軸または前記回動側の関節軸のいずれ
か一方に非接触型の距離センサを複数個設け、他方に前
記複数個の距離センサのそれぞれと対をなすとともに距
離センサとの距離を距離センサにて測定可能にするため
の部材を設け、 前記固定側の関節軸または前記回動側の関節軸のいずれ
か一方あるいは双方を動作させることにより固定側の関
節軸に対する回動側の関節軸の相対角度を変化させ、 該相対角度の変化の過程で前記複数個の距離センサの検
出値をモニタし、 該検出値に基づいて前記固定側の関節軸に対する前記回
動側の関節軸の原点位置を設定するようにしたことを特
徴とする産業用ロボットのキャリブレーション方法。 - 【請求項２】前記相対角度の変化は、相対角度を小さく
していく変化及び相対角度を大きくしていく変化であ
り、相対角度を小さくしていく過程で検出した原点位置
と相対角度を大きくしていく過程で検出した原点位置の
双方に基づいて、設定する原点位置を算出するようにし
たことを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットの
キャリブレーション方法。 - 【請求項３】前記相対角度の変化は、相対角度を小さく
していく変化及び相対角度を大きくしていく変化であ
り、相対角度を小さくしていく過程で検出した原点位置
と相対角度を大きくしていく過程で検出した原点位置の
中間位置を設定する原点位置とするようにしたことを特
徴とする請求項１に記載の産業用ロボットのキャリブレ
ーション方法。 - 【請求項４】前記非接触型の距離センサは反射型の光セ
ンサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の産業用ロボットのキャリブレーション方法。 - 【請求項５】前記固定側の関節軸または前記回動側の関
節軸のいずれか一方に反射型の光センサを複数個設け、
他方に前記反射型の光センサの各投光を反射可能にされ
た反射ブロックを設けたことを特徴とする請求項４に記
載の産業用ロボットのキャリブレーション方法。 - 【請求項６】前記非接触型の距離センサは投光器と受光
器とを有する透過型の光センサであることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の産業用ロボットのキ
ャリブレーション方法。 - 【請求項７】前記固定側の関節軸または前記回動側の関
節軸のいずれか一方に透過型の光センサが有する投光器
を複数個設け、他方に前記透過型の光センサの投光器が
発する各投光を受光可能にされた受光器を設けたことを
特徴とする請求項６に記載の産業用ロボットのキャリブ
レーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019436A JP2003220587A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 産業用ロボットのキャリブレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019436A JP2003220587A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 産業用ロボットのキャリブレーション方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220587A true JP2003220587A (ja) | 2003-08-05 |
Family
ID=27743282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002019436A Withdrawn JP2003220587A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | 産業用ロボットのキャリブレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003220587A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011052386A1 (de) | 2010-08-03 | 2012-02-09 | Denso Wave Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Ursprungsposition eines Gelenkarmroboters |
| DE102012102294A1 (de) | 2011-03-18 | 2012-11-08 | Denso Wave Inc. | Verfahren zum Erfassen eines Achsenabstand-Versatzes eines 6-Achs-Roboters |
| JPWO2014129162A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2017-02-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 産業用ロボットおよび産業用ロボットのツール取り付け位置の較正方法 |
| WO2020044760A1 (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 平田機工株式会社 | 動作装置のキャリブレーション方法、動作装置システムおよび制御装置 |
| WO2020150929A1 (en) | 2019-01-23 | 2020-07-30 | Abb Schweiz Ag | Method and apparatus for managing robot arm |
| WO2021246521A1 (ja) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | 川崎重工業株式会社 | 角度キャリブレーション方法 |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002019436A patent/JP2003220587A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011052386A1 (de) | 2010-08-03 | 2012-02-09 | Denso Wave Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Ursprungsposition eines Gelenkarmroboters |
| DE102011052386B4 (de) * | 2010-08-03 | 2016-07-07 | Denso Wave Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Ursprungsposition eines Gelenkarmroboters |
| DE102011052386B8 (de) * | 2010-08-03 | 2016-10-06 | Denso Wave Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren einer Ursprungsposition eines Gelenkarmroboters |
| DE102012102294A1 (de) | 2011-03-18 | 2012-11-08 | Denso Wave Inc. | Verfahren zum Erfassen eines Achsenabstand-Versatzes eines 6-Achs-Roboters |
| US8918210B2 (en) | 2011-03-18 | 2014-12-23 | Denso Wave Incorporated | Method of detecting an inter-axis offset of 6-axis robot |
| DE102012102294B4 (de) * | 2011-03-18 | 2015-03-19 | Denso Wave Inc. | Verfahren zum Erfassen eines Achsenabstand-Versatzes eines 6-Achs-Roboters |
| JPWO2014129162A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2017-02-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 産業用ロボットおよび産業用ロボットのツール取り付け位置の較正方法 |
| WO2020044760A1 (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 平田機工株式会社 | 動作装置のキャリブレーション方法、動作装置システムおよび制御装置 |
| KR20200142078A (ko) | 2018-08-30 | 2020-12-21 | 히라따기꼬오 가부시키가이샤 | 동작 장치의 캘리브레이션 방법, 동작 장치 시스템 및 제어 장치 |
| US11433543B2 (en) | 2018-08-30 | 2022-09-06 | Hirata Corporation | Calibration method for operation apparatus, operation apparatus system, and control apparatus |
| WO2020150929A1 (en) | 2019-01-23 | 2020-07-30 | Abb Schweiz Ag | Method and apparatus for managing robot arm |
| CN113195178A (zh) * | 2019-01-23 | 2021-07-30 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于管理机器人手臂的方法和装置 |
| EP3914426A4 (en) * | 2019-01-23 | 2022-08-31 | ABB Schweiz AG | METHOD AND DEVICE FOR ADMINISTRATION OF A ROBOT ARM |
| WO2021246521A1 (ja) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | 川崎重工業株式会社 | 角度キャリブレーション方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |