JP2009142904A - Robot control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot control device which reduces an influence of hysteresis and improves the accuracy of a parameter and the accuracy of control. <P>SOLUTION: The control device 12 creates calibration data for use in controlling a robot 11. The control device 12 acquires normal direction data and negative direction data by moving an end effector 17 from a first location in a normal direction and moving the end effector 17 from a second location in a negative direction to an objective point as an arrival point of the end effector 17. Then the control device 12 creates the calibration data, based on the acquired normal direction data and the negative direction data, and a DH parameter set in the robot 11. Thus by moving the end effector 17 from the first location and the second location that are symmetric to the objective point to acquire the normal direction data and the negative direction data, the influence of the hysteresis caused by difference in operational direction on the created calibration data, is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボット制御装置に関し、特にヒステリシスを考慮したパラメータを適用するロボット制御装置に関する。   The present invention relates to a robot control apparatus, and more particularly to a robot control apparatus that applies a parameter that takes hysteresis into consideration.

産業用ロボットのシステムにおいては、動作時における制御精度を高めるため、各種のパラメータを高精度に同定する必要がある。ロボットは、例えば駆動力を発生するアクチュエータ、アクチュエータの位置を検出するエンコーダ、アクチュエータの駆動力を伝達するリンク機構などを備えている。そのため、これらアクチュエータ、エンコーダおよびリンクなどに生じるわずかな誤差は、パラメータを利用して補正される(特許文献1参照)。
特開平6−304893号公報
In an industrial robot system, it is necessary to identify various parameters with high accuracy in order to increase control accuracy during operation. The robot includes, for example, an actuator that generates a driving force, an encoder that detects the position of the actuator, a link mechanism that transmits the driving force of the actuator, and the like. Therefore, slight errors occurring in these actuators, encoders, links, and the like are corrected using parameters (see Patent Document 1).
JP-A-6-304893

特許文献1の場合、ロボットで想定される任意の動作領域から任意の数点を抽出し、この任意の点にエンドエフェクタを移動させている。特許文献1では、この任意の点へのエンドエフェクタの移動を複数回繰り返すことにより得られたデータに基づいてキャリブレーションを実行し、各種のパラメータを取得している。しかしながら、ロボットを構成するアクチュエータおよびリンク機構などには、ヒステリシスが存在する。そのため、エンドエフェクタの位置は、エンドエフェクタの動作方向、エンドエフェクタに加わる負荷、エンドエフェクタの移動速度、あるいはエンドエフェクタの加速度などによってわずかにずれが生じる。その結果、キャリブレーションの結果として得られるパラメータの精度が悪化し、制御精度の不十分になるおそれがある。   In the case of Patent Document 1, an arbitrary number of points are extracted from an arbitrary motion region assumed by the robot, and the end effector is moved to the arbitrary point. In Patent Literature 1, calibration is executed based on data obtained by repeating the movement of the end effector to an arbitrary point a plurality of times, and various parameters are acquired. However, hysteresis exists in the actuator and the link mechanism that constitute the robot. Therefore, the position of the end effector is slightly deviated depending on the movement direction of the end effector, the load applied to the end effector, the moving speed of the end effector, or the acceleration of the end effector. As a result, the accuracy of parameters obtained as a result of calibration may deteriorate, and the control accuracy may be insufficient.

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒステリシスの影響を低減し、パラメータの精度および制御の精度を向上するロボット制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a robot control device that reduces the influence of hysteresis and improves the accuracy of parameters and the accuracy of control.

請求項1記載の発明では、目的点設定手段で設定した目的点に対し、エンドエフェクタを正方向および負方向から移動させてエンドエフェクタ座標および軸の回転角度を取得している。すなわち、正方向移動検出手段は、エンドエフェクタを第一位置から目的点に対し移動させ、目的点に達したときのエンドエフェクタの正エンドエフェクタ座標および各軸の正回転角度を取得している。一方、負方向移動検出手段は、エンドエフェクタを目的点を挟んで第一位置とは反対側に位置する第二位置から目的点に対し移動させ、目的点に達したときのエンドエフェクタの負エンドエフェクタ座標および各自の負回転角度を取得している。このように、目的点に対しエンドエフェクタを第一位置から正方向へ、および第二位置から負方向へ移動させることにより、エンドエフェクタが異なる方向から移動しつつエンドエフェクタ座標および各軸の回転角度は取得される。そのため、移動方向の相違によって生じるヒステリシスの影響を相殺したキャリブレーションが実行される。したがって、ヒステリシスの影響を低減することができ、パラメータの精度および制御の精度を向上することができる。   In the first aspect of the present invention, the end effector coordinates and the rotation angle of the shaft are acquired by moving the end effector from the positive direction and the negative direction with respect to the target point set by the target point setting means. That is, the positive direction movement detection means moves the end effector from the first position to the target point, and acquires the positive end effector coordinates of the end effector and the positive rotation angle of each axis when the target point is reached. On the other hand, the negative direction movement detection means moves the end effector from the second position on the opposite side of the first position across the target point to the target point, and the negative end of the end effector when the target point is reached. The effector coordinates and their negative rotation angles are acquired. In this way, by moving the end effector from the first position to the positive direction and from the second position to the negative direction with respect to the target point, the end effector coordinates and the rotation angles of the respective axes while moving from different directions. Is acquired. Therefore, calibration that cancels the influence of hysteresis caused by the difference in movement direction is executed. Therefore, the influence of hysteresis can be reduced, and the accuracy of parameters and the accuracy of control can be improved.

請求項2記載の発明では、エンドエフェクタの第一位置から目的点までの正方向へ移動と、エンドエフェクタの第二位置から目的点までの負方向の移動とを複数の異なる目的点に対し繰り返して実行している。そして、繰り返して得られた各エンドエフェクタ座標および各軸の各回転角度、ならびにDHパラメータからキャリブレーションを実行している。そのため、移動ごとのわずかなずれの影響、およびヒステリシスの影響を低減することができ、パラメータの精度および制御の精度を向上することができる。   In the invention according to claim 2, the movement of the end effector in the positive direction from the first position to the target point and the movement of the end effector in the negative direction from the second position to the target point are repeated for a plurality of different target points. Running. Then, calibration is executed from each end effector coordinate, each rotation angle of each axis, and DH parameters obtained repeatedly. Therefore, it is possible to reduce the influence of slight deviation for each movement and the influence of hysteresis, and improve the accuracy of parameters and the accuracy of control.

請求項3記載の発明では、DHパラメータはエンドエフェクタに加わる負荷、およびエンドエフェクタの加速度に応じて複数設定されている。そのため、エンドエフェクタに加わる負荷やエンドエフェクタの加速度によってヒステリシスが異なる場合でも、エンドエフェクタに加わる負荷やエンドエフェクタの加速度に応じて適切な特定DHパラメータが抽出される。したがって、負荷や加速度によって変化するヒステリシスの影響を低減することができ、パラメータの精度および制御の精度を向上することができる。   In the invention according to claim 3, a plurality of DH parameters are set according to the load applied to the end effector and the acceleration of the end effector. Therefore, even when the hysteresis varies depending on the load applied to the end effector and the acceleration of the end effector, an appropriate specific DH parameter is extracted according to the load applied to the end effector and the acceleration of the end effector. Therefore, it is possible to reduce the influence of hysteresis that changes depending on the load and acceleration, and it is possible to improve the accuracy of parameters and the accuracy of control.

請求項4記載の発明では、ロボットの一つのステップにおける動作が停止した後、特定DHパラメータによるロボットの制御を切り替える。ロボットは、動作の途中に負荷や加速度が変化することがある。この場合、条件の切り替えとともにDHパラメータを切り替えると、ロボットの動作にずれを招くおそれがある。そこで、ロボットにおいて一つのステップにおける動作が停止するまでDHパラメータの切り替えは行われない。したがって、ロボットの動作中における動作のずれを低減することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, after the operation in one step of the robot stops, the control of the robot by the specific DH parameter is switched. The robot may change its load and acceleration during operation. In this case, if the DH parameter is switched together with the switching of the conditions, there is a risk of causing a shift in the robot operation. Therefore, the DH parameter is not switched until the operation in one step is stopped in the robot. Accordingly, it is possible to reduce the deviation of the operation during the operation of the robot.

以下、本発明によるロボット制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1および図2は、本実施形態によるロボット制御装置を適用したロボットシステムを示す。図1は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。図2は、ロボットシステムの構成を示す概略図である。ロボットシステム10は、ロボット11および制御装置12を備えている。ロボット11は、例えば部品の組み立て用あるいは部品の検査用など、任意の構成のロボットである。制御装置12は、周辺機器として操作ペンダントを構成するティーチィングペンダント13およびプログラム入力用のパソコン14などが接続されている。
Hereinafter, an embodiment of a robot control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a robot system to which the robot control apparatus according to the present embodiment is applied. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the robot system. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the robot system. The robot system 10 includes a robot 11 and a control device 12. The robot 11 is a robot having an arbitrary configuration, for example, for assembling parts or for inspecting parts. The control device 12 is connected to a teaching pendant 13 constituting an operation pendant as a peripheral device, a personal computer 14 for program input, and the like.

ロボット11は、例えば六軸の垂直多関節型のロボットとして構成されている。ロボット11は、周知の通り、アクチュエータであるサーボモータ15などからの駆動力で駆動されるアーム16を有している。アーム16は、先端にエンドエフェクタ17を有している。例えばロボット11で部品の運搬や組み立てなどを行う場合、エンドエフェクタ17としてこれらの部品を保持するためのハンドが用いられる。また、例えばロボット11で部品の検査などを行う場合、エンドエフェクタ17として対象となる部品を撮影するカメラなどが用いられる。このように、エンドエフェクタ17は、ロボット11を適用する工程に応じて任意に選択することができる。サーボモータ15からアーム16の先端のエンドエフェクタ17までの間には、図示しない減速機構やリンクなどの駆動力伝達機構が設けられている。これにより、アーム16の先端に設けられているエンドエフェクタ17は、サーボモータ15からの駆動力によって駆動される。ロボット11と制御装置12との間は、接続ケーブル18によって接続されている。これにより、ロボット11の各軸を駆動するサーボモータ15、および作業を実行するエンドエフェクタ17は、制御装置12によって制御される。   The robot 11 is configured as a six-axis vertical articulated robot, for example. As is well known, the robot 11 has an arm 16 that is driven by a driving force from a servo motor 15 that is an actuator or the like. The arm 16 has an end effector 17 at the tip. For example, when parts are transported or assembled by the robot 11, a hand for holding these parts is used as the end effector 17. In addition, for example, when a part 11 is inspected by the robot 11, a camera for photographing a target part is used as the end effector 17. Thus, the end effector 17 can be arbitrarily selected according to the process of applying the robot 11. Between the servo motor 15 and the end effector 17 at the tip of the arm 16, a driving force transmission mechanism such as a speed reduction mechanism or a link (not shown) is provided. As a result, the end effector 17 provided at the tip of the arm 16 is driven by the driving force from the servo motor 15. The robot 11 and the control device 12 are connected by a connection cable 18. Accordingly, the servo motor 15 that drives each axis of the robot 11 and the end effector 17 that performs the work are controlled by the control device 12.

ティーチィングペンダント13は、例えばユーザが携帯あるいは手に所持して操作可能な程度の大きさで構成されている。ティーチィングペンダント13は、例えば薄型の略矩形箱状に形成されている。ティーチィングペンダント13は、表面部の中央部に例えば液晶ディスプレイからなる表示部21を有している。表示部21には、各種の画面が表示される。表示部21は、タッチパネルで構成されている。また、ティーチィングペンダント13は、表示部21の周囲に各種のキースイッチ22が設けられている。タッチパネルおよびキースイッチ22は、制御装置12への種々の指示を入力するキー操作部23を構成している。   The teaching pendant 13 is configured, for example, in such a size that the user can carry it or carry it in his hand. The teaching pendant 13 is formed in a thin, substantially rectangular box shape, for example. The teaching pendant 13 has a display part 21 made of, for example, a liquid crystal display at the center of the surface part. Various screens are displayed on the display unit 21. The display unit 21 is configured with a touch panel. Further, the teaching pendant 13 is provided with various key switches 22 around the display unit 21. The touch panel and the key switch 22 constitute a key operation unit 23 for inputting various instructions to the control device 12.

ティーチィングペンダント13の内部には、制御回路24および図示しないインターフェイスなどが設けられている。制御回路24は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。ティーチィングペンダント13は、インターフェイスを経由して制御装置12との間で高速のデータ転送を実行する。ティーチィングペンダント13は、ケーブル25を経由して制御装置12に接続している。ティーチィングペンダント13のキー操作部23から入力された操作信号などは、ケーブル25を経由してティーチィングペンダント13から制御装置12へ送信される。また、制御装置12は、ティーチィングペンダント13へ制御信号や表示用の信号などとともに、駆動用の電力を供給する。   Inside the teaching pendant 13, a control circuit 24 and an interface (not shown) are provided. The control circuit 24 is mainly composed of a microcomputer. The teaching pendant 13 performs high-speed data transfer with the control device 12 via the interface. The teaching pendant 13 is connected to the control device 12 via a cable 25. An operation signal or the like input from the key operation unit 23 of the teaching pendant 13 is transmitted from the teaching pendant 13 to the control device 12 via the cable 25. Further, the control device 12 supplies driving power to the teaching pendant 13 together with a control signal and a display signal.

ユーザは、上記のティーチィングペンダント13を用いてロボット11の運転や設定などの各種の機能を実行可能である。具体的には、ユーザは、キー操作部23を操作することにより、予め設定されているロボット11のプログラムを呼び出して、ロボット11の起動や各種のパラメータの設定などを実行することができる。また、ロボット11をマニュアル操作により動作させて各種の教示作業を実行可能である。このとき、表示部21には、例えばメニュー画面、設定入力画面、状況表示画面など必要に応じて所望の画面が表示される。   The user can execute various functions such as operation and setting of the robot 11 using the teaching pendant 13 described above. Specifically, the user can call a preset program of the robot 11 by operating the key operation unit 23 to execute activation of the robot 11 or setting of various parameters. In addition, various teaching operations can be executed by operating the robot 11 by manual operation. At this time, a desired screen such as a menu screen, a setting input screen, and a status display screen is displayed on the display unit 21 as necessary.

パソコン14には、汎用のノートパソコンなどが適用される。パソコン14でプログラミングソフトを実行させることにより、ユーザはアプリケーションに応じてロボット11の動作手順などを記述したロボットプログラムを作成することができる。この場合、ユーザは、ロボット11で実行するアプリケーションに応じて、パッケージ命令を組み合わせたり、修正を加えたりすることにより、比較的簡単にロボット11の動作プログラムを作成することができる。このパソコン14は、ケーブル26を経由して制御装置12に接続している。パソコン14で作成されたロボット11の動作プログラムは、ケーブル26を経由してパソコン14から制御装置12へ入力される。   A general-purpose notebook computer or the like is applied to the personal computer 14. By executing the programming software on the personal computer 14, the user can create a robot program describing the operation procedure of the robot 11 according to the application. In this case, the user can create an operation program for the robot 11 relatively easily by combining package commands or adding corrections according to the application executed by the robot 11. The personal computer 14 is connected to the control device 12 via a cable 26. The operation program of the robot 11 created by the personal computer 14 is input from the personal computer 14 to the control device 12 via the cable 26.

制御装置12は、箱状のフレームの内部に制御部31が組み込まれている。制御部31は、CPU、ROMおよびRAMなどからマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御部31は、予め入力、記憶されたロボット11の動作プログラムや、各種のデータおよびパラメータ、ティーチィングペンダント13からの操作信号などに基づいて、サーボ制御部32を経由してロボット11の各軸のサーボモータ15を駆動する。これにより、制御装置12は、ロボット11の動作を制御する。   In the control device 12, a control unit 31 is incorporated in a box-shaped frame. The control unit 31 is mainly composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control unit 31 receives each axis of the robot 11 via the servo control unit 32 based on an operation program of the robot 11 input and stored in advance, various data and parameters, an operation signal from the teaching pendant 13, and the like. The servo motor 15 is driven. Thereby, the control device 12 controls the operation of the robot 11.

制御装置12は、上記の構成に加え、記憶部34、目的点設定部35、正方向移動検出部36、負方向移動検出部37およびDHパラメータ抽出部38を有する。記憶部34は、例えばEPPROMなどの不揮発性の記憶素子やHDDなどから構成されている。また、制御部31を構成するROMおよびRAMによって記憶部34を構成してもよい。記憶部34には、ロボット11のDHパラメータが記憶されている。DHパラメータは、ロボット11に固有のデータとして予め記憶部34に記憶する構成としてもよく、ロボット11の経時的な精度の変化に応じて適宜取得して記憶部34に記憶する構成としてもよい。DHパラメータは、エンドエフェクタ17に加わる負荷、あるいはエンドエフェクタ17の移動時における加速度など、エンドエフェクタ17の動作条件に応じて複数設定されている。ロボット11の動作精度は、エンドエフェクタ17に加わる負荷やエンドエフェクタ17の移動加速度などによって変化する。そのため、DHパラメータは、ロボット11の動作として想定される各種の負荷や移動加速度などに応じて取得され、記憶部34に記憶されている。
目的点設定部35は、ロボット11の可動領域内に設定されている目的点を設定する。この目的点とは、ロボット11が動作したとき、エンドエフェクタ17が移動の目的とする点である。すなわち、ロボット11のエンドエフェクタ17は、この目的点に向けて移動する。
In addition to the above configuration, the control device 12 includes a storage unit 34, a target point setting unit 35, a positive direction movement detection unit 36, a negative direction movement detection unit 37, and a DH parameter extraction unit 38. The storage unit 34 includes a nonvolatile storage element such as an EPPROM, an HDD, and the like. Further, the storage unit 34 may be configured by a ROM and a RAM configuring the control unit 31. The storage unit 34 stores DH parameters of the robot 11. The DH parameter may be stored in advance in the storage unit 34 as data unique to the robot 11, or may be appropriately acquired according to a change in accuracy of the robot 11 over time and stored in the storage unit 34. A plurality of DH parameters are set according to the operating conditions of the end effector 17 such as a load applied to the end effector 17 or an acceleration when the end effector 17 moves. The operation accuracy of the robot 11 varies depending on the load applied to the end effector 17 and the movement acceleration of the end effector 17. Therefore, the DH parameter is acquired in accordance with various loads assumed as the operation of the robot 11, movement acceleration, and the like, and is stored in the storage unit 34.
The target point setting unit 35 sets a target point set in the movable area of the robot 11. This target point is a point to which the end effector 17 is intended to move when the robot 11 is operated. That is, the end effector 17 of the robot 11 moves toward this target point.

正方向移動検出部36は、ロボット11を作動させて目的点設定部35で設定した目的点にエンドエフェクタ17を移動させたとき、この目的点におけるロボット11の位置および姿勢などを取得する。具体的には、正方向移動検出部36は、予め設定した第一位置から目的点に対してエンドエフェクタ17を移動させる。この第一位置P1は、図3に示すように目的点Pgと異なる位置に設定され、エンドエフェクタ17が移動を開始する点である。正方向移動検出部36は、この第一位置P1から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させる。そして、正方向移動検出部36は、エンドエフェクタ17が目的点に達したとき、エンドエフェクタ17の座標、およびロボット11を構成する各軸の回転角度を取得する。正方向移動検出部36は、第一位置P1から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させたとき、目的点Pgにおけるエンドエフェクタ17の座標を正エンドエフェクタ座標として取得する。また、正方向移動検出部36は、第一位置P1から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させたとき、目的点Pgにおけるロボット11を構成する各軸の回転角度を正回転角度として取得する。本実施形態の場合、ロボット11は、六軸型であるので、正方向移動検出部36はこの六軸のすべての回転角度を検出する。正方向移動検出部36によってエンドエフェクタ17が移動する方向、すなわち第一位置P1から目的点Pgへの移動方向は、エンドエフェクタ17の移動方向において正方向とする。   When the robot 11 is operated and the end effector 17 is moved to the target point set by the target point setting unit 35, the forward direction movement detection unit 36 acquires the position and posture of the robot 11 at the target point. Specifically, the forward direction movement detection unit 36 moves the end effector 17 from the preset first position to the target point. The first position P1 is set at a position different from the target point Pg as shown in FIG. 3, and the end effector 17 starts to move. The forward direction movement detection unit 36 moves the end effector 17 from the first position P1 to the target point Pg. Then, when the end effector 17 reaches the target point, the forward direction movement detection unit 36 acquires the coordinates of the end effector 17 and the rotation angles of the respective axes constituting the robot 11. When the end effector 17 is moved from the first position P1 to the target point Pg, the positive direction movement detection unit 36 acquires the coordinates of the end effector 17 at the target point Pg as the positive end effector coordinates. Further, when the end effector 17 is moved from the first position P1 to the target point Pg, the positive direction movement detection unit 36 acquires the rotation angle of each axis constituting the robot 11 at the target point Pg as the positive rotation angle. In the case of this embodiment, since the robot 11 is a six-axis type, the forward direction movement detection unit 36 detects all rotation angles of the six axes. The direction in which the end effector 17 moves by the positive direction movement detector 36, that is, the direction of movement from the first position P1 to the target point Pg is the positive direction in the direction of movement of the end effector 17.

負方向移動検出部37は、ロボット11を作動させて予め設定した第二位置から目的点Pgに対してエンドエフェクタ17を移動させたとき、この目的点Pgにおけるロボット11の位置および姿勢などを取得する。この第二位置P2は、図3に示すように目的点Pgおよび第一位置P1とは異なる位置に設定され、エンドエフェクタ17が移動を開始する点である。エンドエフェクタ17は、ロボット11の各軸に支持されて移動の中心となる固定軸Pvを支点として回転移動する。第二位置P2は、この固定軸Pvと目的点Pgとを結ぶ仮想直線Lを対称軸として、目的点Pgを挟んで第一位置P1と対称な位置に設けられている。   When the robot 11 is actuated to move the end effector 17 from the preset second position to the target point Pg, the negative direction movement detection unit 37 acquires the position and posture of the robot 11 at the target point Pg. To do. As shown in FIG. 3, the second position P2 is set to a position different from the target point Pg and the first position P1, and the end effector 17 starts to move. The end effector 17 is rotationally moved about a fixed axis Pv supported by each axis of the robot 11 and serving as a center of movement. The second position P2 is provided at a position symmetrical to the first position P1 across the target point Pg with the virtual straight line L connecting the fixed axis Pv and the target point Pg as an axis of symmetry.

ロボット11のエンドエフェクタ17は、三次元へ移動可能である。一方、三次元へ移動可能なロボット11であっても、その可動領域から目的点Pgおよび第一位置P1の二点を抽出したとき、目的点Pgおよび第一位置P1は同一の仮想平面上に位置する。そして、固定軸Pvと目的点Pgを結ぶ仮想直線Lもこの仮想平面上に位置する。したがって、第二位置P2も、目的点Pg、第一位置P1および仮想直線Lと同一の仮想平面上に位置する。   The end effector 17 of the robot 11 can move in three dimensions. On the other hand, even if the robot 11 is movable in three dimensions, when the two points of the target point Pg and the first position P1 are extracted from the movable region, the target point Pg and the first position P1 are on the same virtual plane. To position. A virtual straight line L connecting the fixed axis Pv and the target point Pg is also located on this virtual plane. Therefore, the second position P2 is also located on the same virtual plane as the target point Pg, the first position P1, and the virtual straight line L.

負方向移動検出部37は、この第二位置P2から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させる。そして、負方向移動検出部37は、エンドエフェクタ17が目的点Pgに達したとき、エンドエフェクタ17の座標、およびロボット11を構成する各軸の回転角度を取得する。負方向移動検出部37は、第二位置P2から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させたとき、目的点Pgにおけるエンドエフェクタ17の座標を負エンドエフェクタ座標として取得する。また、負方向移動検出部37は、第二位置P2から目的点Pgへエンドエフェクタ17を移動させたとき、目的点Pgにおけるロボット11を構成する各軸の回転角度を負回転角度として取得する。負方向移動検出部37によってエンドエフェクタ17が移動する方向、すなわち第二位置P2から目的点Pgへの移動方向は、エンドエフェクタ17の移動方向において負方向とする。   The negative direction movement detection unit 37 moves the end effector 17 from the second position P2 to the target point Pg. Then, when the end effector 17 reaches the target point Pg, the negative direction movement detection unit 37 acquires the coordinates of the end effector 17 and the rotation angles of the respective axes constituting the robot 11. When the end effector 17 is moved from the second position P2 to the target point Pg, the negative direction movement detection unit 37 acquires the coordinates of the end effector 17 at the target point Pg as negative end effector coordinates. Further, when the end effector 17 is moved from the second position P2 to the target point Pg, the negative direction movement detection unit 37 acquires the rotation angle of each axis constituting the robot 11 at the target point Pg as a negative rotation angle. The direction in which the end effector 17 moves by the negative direction movement detection unit 37, that is, the direction of movement from the second position P2 to the target point Pg is the negative direction in the direction of movement of the end effector 17.

正方向移動検出部36および負方向移動検出部37は、ロボット11のエンドエフェクタ17の座標および各軸の回転角度を検出するためのパラメータとして、例えば次のパラメータを取得する。正方向移動検出部36および負方向移動検出部37は、例えばロボット11の各軸を構成する回転軸iの回転角θi、回転軸iによって駆動されるリンクLi、回転軸iと回転軸i+1との間のリンク長ai、リンクLiのz軸からリンクLi+1のz軸までのxi軸まわりの回転角αi、および回転角θiのオフセット量Δθiなどのうちの全部または一部をパラメータとして取得する。   The positive direction movement detection unit 36 and the negative direction movement detection unit 37 acquire, for example, the following parameters as parameters for detecting the coordinates of the end effector 17 of the robot 11 and the rotation angle of each axis. The positive direction movement detection unit 36 and the negative direction movement detection unit 37 include, for example, the rotation angle θi of the rotation axis i constituting each axis of the robot 11, the link Li driven by the rotation axis i, the rotation axis i, and the rotation axis i + 1. All or part of the link length ai, the rotation angle αi around the xi axis from the z-axis of the link Li to the z-axis of the link Li + 1, and the offset amount Δθi of the rotation angle θi are acquired as parameters.

制御部31は、正方向移動検出部36で取得した正エンドエフェクタ座標および正回転角度と、負方向移動検出部37で取得した負エンドエフェクタ座標および負回転角度と、記憶部34に記憶されているDHパラメータとに基づいてロボット11のキャリブレーション実行する。DHパラメータ抽出部38は、記憶部34に記憶されているDHパラメータから、エンドエフェクタ17の負荷や移動加速度に応じて適したDHパラメータを特定DHパラメータとして抽出する。DHパラメータ抽出部38は、例えばパソコン14などから入力されたロボット11の動作プログラムにしたがうロボットのアプリケーションに応じて、そのアプリケーションに適したDHパラメータを特定DHパラメータとして抽出する。   The control unit 31 stores the positive end effector coordinates and the positive rotation angle acquired by the positive direction movement detection unit 36, the negative end effector coordinates and the negative rotation angle acquired by the negative direction movement detection unit 37, and the storage unit 34. The calibration of the robot 11 is executed based on the DH parameter. The DH parameter extraction unit 38 extracts a DH parameter suitable for the load and movement acceleration of the end effector 17 from the DH parameter stored in the storage unit 34 as a specific DH parameter. The DH parameter extraction unit 38 extracts, as a specific DH parameter, a DH parameter suitable for the application in accordance with a robot application according to an operation program of the robot 11 input from the personal computer 14 or the like, for example.

次に、上記構成の制御装置12によるキャリブレーションについて、図4に基づいて説明する。
目的点設定部35は、ロボット11のキャリブレーションを実行するための計測位置すなわち目的点Pgを設定する(S101)。目的点Pgは、ロボット11の動作領域のすべてに適用可能なパラメータを取得可能な代表的な計測点である。目的点設定部35は、少なくとも一点以上の目的点Pgを設定する。なお、目的点設定部35は、ロボット11の動作領域のうち一部の領域における一部の動作についてのみ適用可能なパラメータを取得可能な計測点を目的点として設定してもよい。
Next, calibration by the control device 12 having the above configuration will be described with reference to FIG.
The target point setting unit 35 sets a measurement position for performing calibration of the robot 11, that is, a target point Pg (S101). The target point Pg is a representative measurement point that can acquire parameters applicable to all the operation regions of the robot 11. The target point setting unit 35 sets at least one target point Pg. Note that the target point setting unit 35 may set, as the target point, a measurement point at which a parameter applicable only to a part of the motion in the motion region of the robot 11 can be acquired.

目的点Pgが設定されると、正方向移動検出部36は、第一位置P1を設定し、エンドエフェクタ17を第一位置P1へ動作させる(S102)。正方向移動検出部36は、目的点Pgと異なる第一位置P1を設定する。目的点Pgと第一位置P1との間の距離は、予め一定の値として設定してもよく、目的点Pgごとに任意に変化する値として設定してもよい。正方向移動検出部36は、第一位置P1が設定されると、ロボット11のエンドエフェクタ17を第一位置P1へ動作させる。正方向移動検出部36は、サーボ制御部32を経由してサーボモータ15へ駆動信号を出力し、ロボット11を動作させる。ロボット11は、サーボモータ15の回転量に応じて動作し、アーム16の先端に設けられたエンドエフェクタ17が移動する。   When the target point Pg is set, the forward direction movement detection unit 36 sets the first position P1, and moves the end effector 17 to the first position P1 (S102). The forward direction movement detection unit 36 sets a first position P1 different from the target point Pg. The distance between the target point Pg and the first position P1 may be set in advance as a constant value, or may be set as a value that changes arbitrarily for each target point Pg. When the first position P1 is set, the forward direction movement detection unit 36 moves the end effector 17 of the robot 11 to the first position P1. The forward direction movement detection unit 36 outputs a drive signal to the servo motor 15 via the servo control unit 32 to operate the robot 11. The robot 11 operates according to the rotation amount of the servo motor 15, and the end effector 17 provided at the tip of the arm 16 moves.

エンドエフェクタ17が第一位置P1へ移動すると、正方向移動検出部36はエンドエフェクタ17を第一位置P1から目的点Pgへ動作させる(S103)。正方向移動検出部36は、エンドエフェクタ17を目的点Pgへ移動させるための制御信号となる指令位置および姿勢もしくは指令角度を設定し、サーボ制御部32からサーボモータ15へ出力する。サーボモータ15は、サーボ制御部32から出力された指令位置および姿勢もしくは指令角度を含む制御信号に基づいて駆動される。これにより、エンドエフェクタ17は、第一位置P1から目的点Pgへ移動する。   When the end effector 17 moves to the first position P1, the forward direction movement detector 36 moves the end effector 17 from the first position P1 to the target point Pg (S103). The forward direction movement detection unit 36 sets a command position and orientation or a command angle, which is a control signal for moving the end effector 17 to the target point Pg, and outputs the command position and the command angle from the servo control unit 32 to the servo motor 15. The servo motor 15 is driven based on a control signal including a command position and orientation or a command angle output from the servo control unit 32. As a result, the end effector 17 moves from the first position P1 to the target point Pg.

エンドエフェクタ17が第一位置P1から目的点Pgへ移動すると、正方向移動検出部36はエンドエフェクタ17の実位置および実姿勢を取得する(S104)。エンドエフェクタ17は、例えばレーザ計測器などの図示しない外部装置によって目的点Pgに移動した際の実際の位置および姿勢が計測される。正方向移動検出部36は、この外部装置によって計測されたエンドエフェクタ17の位置および姿勢を、エンドエフェクタ17の実位置および実姿勢として外部装置から取得する。   When the end effector 17 moves from the first position P1 to the target point Pg, the forward direction movement detection unit 36 acquires the actual position and the actual posture of the end effector 17 (S104). The end effector 17 measures the actual position and orientation when moving to the target point Pg by an external device (not shown) such as a laser measuring instrument. The forward direction movement detection unit 36 acquires the position and orientation of the end effector 17 measured by the external device as the actual position and orientation of the end effector 17 from the external device.

また、正方向移動検出部36は、エンドエフェクタ17を目的点Pgへ動作させるために設定した指令位置および姿勢もしくは指令角度を取得する(S105)。指令位置および姿勢もしくは指令角度は、上述のステップS103においてエンドエフェクタ17を第一位置P1から目的点Pgへ動作させるときに設定される。そのため、正方向移動検出部36は、ステップS103において設定した指令位置および姿勢もしくは指令角度を取得する。   Further, the forward direction movement detection unit 36 acquires a command position and posture or a command angle set for operating the end effector 17 to the target point Pg (S105). The command position and orientation or command angle is set when the end effector 17 is moved from the first position P1 to the target point Pg in step S103 described above. Therefore, the forward direction movement detection unit 36 acquires the command position and posture or the command angle set in step S103.

正方向移動検出部36は、ステップS104で外部装置から取得したエンドエフェクタ17の実位置および実姿勢と、ステップS105で取得したエンドエフェクタ17の指令位置および姿勢もしくは指令角度とから、エンドエフェクタ17の座標を示す正エンドエフェクタ座標、およびロボット11の各軸における回転角度を示す正回転角度を算出する。そして、正方向移動検出部36は、算出した正エンドエフェクタ座標および正回転角度を正方向データとして記憶部34に記憶する(S106)。   The forward direction movement detection unit 36 determines the end effector 17 based on the actual position and orientation of the end effector 17 acquired from the external device in step S104 and the command position and orientation or command angle of the end effector 17 acquired in step S105. The positive end effector coordinates indicating the coordinates and the positive rotation angle indicating the rotation angle in each axis of the robot 11 are calculated. Then, the positive direction movement detection unit 36 stores the calculated positive end effector coordinates and positive rotation angle in the storage unit 34 as positive direction data (S106).

ステップS102からステップS106において正方向移動検出部36によるエンドエフェクタ17の正方向への移動時における正方向データの取得が完了すると、負方向移動検出部37は、第二位置P2を設定し、エンドエフェクタ17を第二位置P2へ動作させる(S107)。負方向移動検出部37は、目的点Pgおよび第一位置P1と異なる第二位置P2を設定する。第二位置P2は、上述のように図3に示す仮想直線Lを対称軸として第一位置P1と対称な位置に設定される。そのため、目的点Pgから第二位置P2までの距離は、目的点Pgから第一位置P1までの距離と同一である。負方向移動検出部37は、第二位置P2が設定されると、ロボット11のエンドエフェクタ17を第二位置P2へ動作させる。負方向移動検出部37は、サーボ制御部32からサーボモータ15へ駆動信号を出力し、ロボット11を動作させる。ロボット11は、サーボモータ15の回転量に応じて動作し、アーム16の先端に設けられたエンドエフェクタ17が移動する。   When the positive direction movement detection unit 36 completes the acquisition of the positive direction data during the movement of the end effector 17 in the positive direction in steps S102 to S106, the negative direction movement detection unit 37 sets the second position P2, and ends The effector 17 is moved to the second position P2 (S107). The negative direction movement detection unit 37 sets a second position P2 different from the target point Pg and the first position P1. As described above, the second position P2 is set at a position symmetrical to the first position P1 with the virtual straight line L shown in FIG. 3 as the axis of symmetry. Therefore, the distance from the target point Pg to the second position P2 is the same as the distance from the target point Pg to the first position P1. When the second position P2 is set, the negative direction movement detection unit 37 moves the end effector 17 of the robot 11 to the second position P2. The negative direction movement detection unit 37 outputs a drive signal from the servo control unit 32 to the servo motor 15 to operate the robot 11. The robot 11 operates according to the rotation amount of the servo motor 15, and the end effector 17 provided at the tip of the arm 16 moves.

エンドエフェクタ17が第二位置P2へ移動すると、負方向移動検出部37はエンドエフェクタ17を第二位置P2から目的点Pgへ動作させる(S108)。負方向移動検出部37は、エンドエフェクタ17を目的点Pgへ移動させるための制御信号となる指令位置および姿勢もしくは指令角度を設定し、サーボ制御部32からサーボモータ15へ出力する。サーボモータ15は、サーボ制御部32から出力された指令位置および姿勢もしくは指令角度を含む制御信号に基づいて駆動される。これにより、エンドエフェクタ17は、第二位置P2から目的点Pgへ移動する。   When the end effector 17 moves to the second position P2, the negative direction movement detector 37 moves the end effector 17 from the second position P2 to the target point Pg (S108). The negative direction movement detection unit 37 sets a command position and posture or a command angle, which is a control signal for moving the end effector 17 to the target point Pg, and outputs the command position and the command angle from the servo control unit 32 to the servo motor 15. The servo motor 15 is driven based on a control signal including a command position and orientation or a command angle output from the servo control unit 32. As a result, the end effector 17 moves from the second position P2 to the target point Pg.

エンドエフェクタ17が第二位置P2から目的点Pgへ移動すると、負方向移動検出部37はエンドエフェクタ17の実位置および実姿勢を取得する(S109)。エンドエフェクタ17は、正方向への移動時と同様に図示しない外部装置によって目的点に移動した際の実際の位置および姿勢が計測される。負方向移動検出部37は、この外部装置によって計測されたエンドエフェクタ17の位置および姿勢を、エンドエフェクタ17の実位置および実姿勢として外部装置から取得する。   When the end effector 17 moves from the second position P2 to the target point Pg, the negative direction movement detection unit 37 acquires the actual position and the actual posture of the end effector 17 (S109). The end effector 17 measures the actual position and orientation when the end effector 17 is moved to the target point by an external device (not shown) as in the forward movement. The negative direction movement detection unit 37 acquires the position and orientation of the end effector 17 measured by the external device as the actual position and orientation of the end effector 17 from the external device.

また、負方向移動検出部37は、エンドエフェクタ17を目的点Pgへ動作させるために設定した指令位置および姿勢もしくは指令角度を取得する(S110)。指令位置および姿勢もしくは指令角度は、上述のステップS108においてエンドエフェクタ17を第二位置P2から目的点Pgへ動作させるときに設定される。そのため、負方向移動検出部37は、ステップS108において設定した指令位置および姿勢もしくは指令角度を取得する。   Further, the negative direction movement detection unit 37 acquires a command position and posture or a command angle set for operating the end effector 17 to the target point Pg (S110). The command position and orientation or command angle is set when the end effector 17 is moved from the second position P2 to the target point Pg in step S108 described above. Therefore, the negative direction movement detection unit 37 acquires the command position and posture or the command angle set in step S108.

負方向移動検出部37は、ステップS109で外部装置から取得したエンドエフェクタ17の実位置および実姿勢と、ステップS110で取得したエンドエフェクタ17の指令位置および姿勢もしくは指令角度とから、エンドエフェクタ17の座標を示す負エンドエフェクタ座標、およびロボット11の各軸における回転角度を示す負回転角度を算出する。そして、負方向移動検出部37は、算出した負エンドエフェクタ座標および負回転角度を負方向データとして記憶部34に記憶する。   The negative direction movement detection unit 37 determines the end effector 17 based on the actual position and orientation of the end effector 17 acquired from the external device in step S109 and the command position and orientation or command angle of the end effector 17 acquired in step S110. The negative end effector coordinates indicating the coordinates and the negative rotation angle indicating the rotation angle in each axis of the robot 11 are calculated. Then, the negative direction movement detection unit 37 stores the calculated negative end effector coordinates and negative rotation angle in the storage unit 34 as negative direction data.

制御部31は、正方向移動検出部36による正方向データの取得、および負方向移動検出部37による負方向データの取得があらかじめ設定されたnセット(n≧1)実行されたか否かを判断する(S112)。エンドエフェクタ17の動作は、ロボット11のサーボモータ15および駆動力伝達機構に生じるヒステリシスによって、正方向の移動と負方向の移動との間でずれが生じる。すなわち、第一位置P1から目的点Pgへ正方向へ動作させたときに到達するエンドエフェクタ17の座標と、第二位置P2から目的点Pgへ負方向へ動作させたときに到達するエンドエフェクタ17の座標との間には、ずれが生じる。このずれは、エンドエフェクタ17の動作の方向に依存するだけでなく、動作を実行するごとにも生じる。すなわち、エンドエフェクタ17の座標のずれは、同一方向の移動であっても、動作を行うごとにわずかに生じる。そこで、より精度の高いキャリブレーションを実行するために、制御部31は正方向移動検出部36による正方向データの取得、および負方向移動検出部37による負方向データの取得をnセット実行する。このとき、精度を十分に確保するためには、望ましくはn≧50である。このnは、ロボット11およびエンドエフェクタ17の座標に要求される精度に応じて、任意に設定することができる。すなわち、要求する精度が比較的低いときはnを小さくし、要求する精度が高くなるにつれてnを大きくすることができる。また、ロボット11の形状精度や組み付け精度が高いとき、nは小さくしてもよい。   The control unit 31 determines whether or not the acquisition of the positive direction data by the positive direction movement detection unit 36 and the acquisition of the negative direction data by the negative direction movement detection unit 37 have been performed for n sets (n ≧ 1) set in advance. (S112). The operation of the end effector 17 is deviated between movement in the positive direction and movement in the negative direction due to hysteresis generated in the servo motor 15 and the driving force transmission mechanism of the robot 11. That is, the coordinates of the end effector 17 that are reached when operating in the positive direction from the first position P1 and the end effector 17 that is reached when operating in the negative direction from the second position P2 to the target point Pg. There is a difference between the coordinates of. This deviation not only depends on the direction of the operation of the end effector 17 but also occurs every time the operation is executed. In other words, even if the end effector 17 is moved in the same direction, a slight deviation occurs every time the operation is performed. Therefore, in order to execute calibration with higher accuracy, the control unit 31 executes n sets of acquisition of positive direction data by the positive direction movement detection unit 36 and acquisition of negative direction data by the negative direction movement detection unit 37. At this time, in order to sufficiently secure the accuracy, preferably n ≧ 50. This n can be arbitrarily set according to the accuracy required for the coordinates of the robot 11 and the end effector 17. That is, n can be reduced when the required accuracy is relatively low, and n can be increased as the required accuracy increases. Further, when the shape accuracy and assembly accuracy of the robot 11 are high, n may be small.

制御部31は、ステップS112においてnセットの正方向データの取得および負方向データの取得が完了してないと判断すると、ステップS102へリターンする。これにより、制御部31は、正方向データおよび負方向データの取得がnセットに到達するまでステップS102からステップS111までを繰り返して実行する。一方、制御部31は、ステップS112においてnセットの正方向データの取得および負方向データの取得が完了したと判断すると、目的点Pgのすべてにおいて正方向データおよび負方向データの取得が完了したか否かを判断する(S113)。上述のように、目的点設定部35は、ロボット11の動作領域内に少なくとも一点以上の目的点Pgを設定する。したがって、制御部31は、設定した目的点Pgのすべてについて正方向データおよび負方向データの取得が完了したか否かを判断する。   If the control unit 31 determines in step S112 that acquisition of n sets of positive direction data and acquisition of negative direction data has not been completed, the process returns to step S102. Thereby, the control part 31 repeatedly performs from step S102 to step S111 until acquisition of positive direction data and negative direction data reaches n sets. On the other hand, if the control unit 31 determines in step S112 that acquisition of n sets of positive direction data and acquisition of negative direction data has been completed, has the acquisition of positive direction data and negative direction data been completed at all of the target points Pg? It is determined whether or not (S113). As described above, the target point setting unit 35 sets at least one target point Pg in the operation region of the robot 11. Therefore, the control unit 31 determines whether or not the acquisition of the positive direction data and the negative direction data has been completed for all the set target points Pg.

制御部31は、ステップS113において目的点Pgのすべてで正方向データおよび負方向データの取得が完了していないと判断すると、ステップS101へリターンする。これにより、制御部31は、すべての目的点Pgに対し正方向データおよび負方向データの取得が完了するまで、ステップS101からステップS112を繰り返して実行する。一方、制御部31は、ステップS113において目的点のすべてで正方向データおよび負方向データの取得が完了したと判断すると、キャリブレーションデータを作成する(S114)。   If the control unit 31 determines in step S113 that the acquisition of the positive direction data and the negative direction data has not been completed for all the target points Pg, the control unit 31 returns to step S101. Thereby, the control part 31 repeatedly performs step S101 to step S112 until acquisition of the positive direction data and the negative direction data is completed for all the target points Pg. On the other hand, when determining that the acquisition of the positive direction data and the negative direction data is completed at all the target points in step S113, the control unit 31 creates calibration data (S114).

制御部31は、ステップS101からステップS113を実行することにより得られた正方向データおよび負方向データと、記憶部34に記憶されているDHパラメータとからキャリブレーションデータを作成する。この正方向データには、正エンドエフェクト座標および正回転角度が含まれている。同様に負方向データには、負エンドエフェクト座標および負回転角度が含まれている。このとき、制御部31は、DHパラメータ抽出部38によりキャリブレーションデータの作成に用いる特定DHパラメータを抽出する。   The control unit 31 creates calibration data from the positive direction data and the negative direction data obtained by executing Step S101 to Step S113 and the DH parameter stored in the storage unit 34. This positive direction data includes a positive end effect coordinate and a positive rotation angle. Similarly, the negative direction data includes negative end effect coordinates and a negative rotation angle. At this time, the control unit 31 uses the DH parameter extraction unit 38 to extract specific DH parameters used for creating calibration data.

制御部31は、ステップS114におけるキャリブレーションデータの作成が完了すると、作成したキャリブレーションデータを記憶部34に記憶する。そして、制御部31は、ロボット11を制御するとき、記憶部34に記憶したキャリブレーションデータに基づいてサーボ制御部32からサーボモータ15へ出力する制御信号の指令値を補正する(S115)。すなわち、制御部31は、ステップS114で作成したキャリブレーションデータを用いてロボット11の制御を実行する。これにより、ロボット11は、ヒステリシスの影響が低減されたキャリブレーションデータで補正された制御信号に基づいて制御される。   When the creation of the calibration data in step S <b> 114 is completed, the control unit 31 stores the created calibration data in the storage unit 34. Then, when controlling the robot 11, the control unit 31 corrects the command value of the control signal output from the servo control unit 32 to the servo motor 15 based on the calibration data stored in the storage unit 34 (S115). That is, the control unit 31 performs control of the robot 11 using the calibration data created in step S114. Thereby, the robot 11 is controlled based on the control signal corrected by the calibration data in which the influence of hysteresis is reduced.

以上、説明したように本発明の一実施形態では、ロボット11はキャリブレーションデータにより補正された制御信号によって制御される。このキャリブレーションデータは、第一位置P1から目的点Pgへのロボット11の動作による正方向データと、第一位置P1とは対称な第二位置P2から目的点Pgへのロボット11の動作による負方向データと、ロボット11に設定されているDHパラメータとに基づいて作成される。正方向データおよび負方向データを用いてキャリブレーションデータを作成することにより、エンドエフェクタ17の移動方向によるヒステリシスの影響は低減される。すなわち、対称な二つの方向からのエンドエフェクタ17の移動によって取得した正方向データおよび負方向データを組み合わせることにより、ロボット11に生じるヒステリシスがロボット11の制御に与える影響は低減される。したがって、ロボット11の制御精度を向上することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, the robot 11 is controlled by the control signal corrected by the calibration data. The calibration data includes positive direction data from the movement of the robot 11 from the first position P1 to the target point Pg, and negative data from the movement of the robot 11 from the second position P2 symmetrical to the first position P1 to the destination point Pg. It is created based on the direction data and DH parameters set in the robot 11. By creating calibration data using the positive direction data and the negative direction data, the influence of hysteresis due to the moving direction of the end effector 17 is reduced. That is, by combining the positive direction data and the negative direction data acquired by moving the end effector 17 from two symmetric directions, the influence of the hysteresis generated in the robot 11 on the control of the robot 11 is reduced. Therefore, the control accuracy of the robot 11 can be improved.

また、本発明の一実施形態では、エンドエフェクタ17の正方向の移動および負方向の移動を一セットとして正方向データおよび負方向データを取得し、これらのデータの取得をnセット繰り返している。これにより、エンドエフェクタ17の移動方向によるヒステリシスの影響だけでなく、ロボット11の動作位置単位で異なる静的なずれが動作領域全体で低減される。したがって、キャリブレーションデータの精度を高めることができ、ロボット11の制御精度を向上することができる。   In one embodiment of the present invention, the positive direction data and the negative direction data are acquired by setting the positive direction movement and the negative direction movement of the end effector 17 as one set, and the acquisition of these data is repeated n sets. Thereby, not only the influence of the hysteresis due to the moving direction of the end effector 17 but also the static deviation that differs in units of the operation position of the robot 11 is reduced in the entire operation region. Therefore, the accuracy of the calibration data can be increased, and the control accuracy of the robot 11 can be improved.

さらに、本発明の一実施形態では、キャリブレーションデータの作成に用いるDHパラメータは、エンドエフェクタ17に加わる負荷やエンドエフェクタ17の移動加速度などに応じて複数設定している。そして、DHパラメータ抽出部38は、複数設定されているDHパラメータからロボット11のアプリケーションに応じて、このアプリケーションに適した特定DHパラメータを抽出する。これにより、エンドエフェクタ17の移動方向だけでなく、アプリケーションの種類ごとに、最適なキャリブレーションデータが作成される。したがって、ロボット11の動作にあわせてロボット11の制御精度を向上することができる。   Furthermore, in one embodiment of the present invention, a plurality of DH parameters used for creating calibration data are set according to the load applied to the end effector 17 and the movement acceleration of the end effector 17. Then, the DH parameter extraction unit 38 extracts specific DH parameters suitable for this application from a plurality of set DH parameters according to the application of the robot 11. Thereby, not only the moving direction of the end effector 17 but also optimum calibration data is created for each type of application. Therefore, the control accuracy of the robot 11 can be improved in accordance with the operation of the robot 11.

(その他の実施形態)
ロボット11は、その動作によっては負荷や移動加速度の異なる二つ以上のアプリケーションが連続する場合がある。すなわち、ロボット11は、適用されるDHパラメータが異なる動作が連続する場合がある。このとき、制御装置12は、ロボット11の動作すなわちアプリケーションが一つのステップを完了した後に、適用するDHパラメータを切り替える構成とすることが望ましい。すなわち、制御装置12は、ロボット11の複数のアプリケーションが一連して継続している途中で適用するDHパラメータを変更しない。連続する動作の途中にDHパラメータを変更すると、アプリケーションとアプリケーションとの間でロボット11の制御精度にずれが生じるおそれがある。そこで、制御装置12は、ロボット11のアプリケーションが連続するとき、ロボット11の動作が一つのステップを完了するまでDHパラメータをパラメータの切り替えを行わない。したがって、ロボット11の動作中における動作のずれを低減することができる。
(Other embodiments)
Depending on the operation of the robot 11, two or more applications having different loads and moving accelerations may be continuous. That is, the robot 11 may continue to operate with different applied DH parameters. At this time, the control device 12 is preferably configured to switch the DH parameter to be applied after the operation of the robot 11, that is, the application completes one step. That is, the control device 12 does not change the DH parameter to be applied while a plurality of applications of the robot 11 are continuously being performed. If the DH parameter is changed during the continuous operation, the control accuracy of the robot 11 may be shifted between applications. Therefore, when the application of the robot 11 continues, the control device 12 does not switch the parameter of the DH parameter until the operation of the robot 11 completes one step. Accordingly, it is possible to reduce the deviation of the operation during the operation of the robot 11.

本発明の一実施形態によるロボットシステムの概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the robot system by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるロボットシステムを示す概略図Schematic showing a robot system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態によるロボットシステムにおいて、目的点、第一位置および第二位置の位置関係を示す模式図The schematic diagram which shows the positional relationship of a target point, 1st position, and 2nd position in the robot system by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるロボットシステムの作動の流れを示す概略図Schematic showing the flow of operation of the robot system according to one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、11はロボット、12は制御装置、16はアーム、17はエンドエフェクタ、35は目的点設定部(目的点設定手段)、36は正方向移動検出部(正方向移動検出手段)、37は負方向移動検出部(負方向移動検出手段)、38はパラメータ抽出部(パラメータ抽出手段)、Pgは目的点、P1は第一位置、P2は第二位置、Pvは固定軸、Lは仮想直線を示す。   In the drawing, 11 is a robot, 12 is a control device, 16 is an arm, 17 is an end effector, 35 is a target point setting unit (target point setting means), 36 is a positive direction movement detecting unit (positive direction movement detecting means), 37 Is a negative direction movement detection unit (negative direction movement detection unit), 38 is a parameter extraction unit (parameter extraction unit), Pg is a target point, P1 is a first position, P2 is a second position, Pv is a fixed axis, and L is a virtual A straight line is shown.

Claims (4)

エンドエフェクタ、および前記エンドエフェクタを支持し複数の軸を支点として移動するアームを備えるロボットの制御装置であって、
ロボットの可動領域に目的点を設定する目的点設定手段と、
前記目的点設定手段で設定した目的点に対し、前記目的点と異なる第一位置から前記目的点に対し前記エンドエフェクタを移動させ、前記目的点に達したときの前記エンドエフェクタの座標を正エンドエフェクタ座標として、および複数の前記軸の回転角度を正回転角度として取得する正方向移動検出手段と、
前記エンドエフェクタの移動における固定軸と前記目的点とを結ぶ仮想直線を対称軸として前記第一位置と対称な第二位置から前記目的点に対し前記エンドエフェクタを移動させ、前記目的点に達したときの前記エンドエフェクタの座標を負エンドエフェクタ座標として、および複数の前記軸の回転角度を負回転角度として取得する負方向移動検出手段と、
を備えることを特徴とするロボット制御装置。
A control device for a robot comprising an end effector and an arm that supports the end effector and moves with a plurality of axes as fulcrums,
Target point setting means for setting a target point in the movable region of the robot;
The end effector is moved with respect to the target point from a first position different from the target point with respect to the target point set by the target point setting means, and the coordinates of the end effector when reaching the target point are the positive end. Positive direction movement detection means for obtaining the rotation angle of the plurality of axes as a positive rotation angle as effector coordinates;
The end effector is moved from the second position symmetrical to the first position to the target point with a virtual straight line connecting the fixed axis and the target point in the movement of the end effector as the symmetry axis, and the target point is reached. Negative direction movement detection means for acquiring the coordinates of the end effector at the time as negative end effector coordinates and the rotation angles of the plurality of axes as negative rotation angles;
A robot control device comprising:
前記エンドエフェクタの前記第一位置から前記目的点までの移動と、前記第二位置から前記目的点までの移動とから前記エンドエフェクタの移動検出の一セットを構成し、
前記ロボットの可動領域に設定された各目的点に対し、前記エンドエフェクタの移動検出をnセット(n>1)実施し、得られた前記正エンドエフェクト座標、前記正回転角度、前記負エンドエフェクト座標および前記負回転角度と、前記ロボットに予め設定されているDHパラメータとに基づいて、前記ロボットのキャリブレーションを実施することを特徴とする請求項1記載のロボット制御装置。
A set of movement detection of the end effector is configured from the movement of the end effector from the first position to the destination point and the movement from the second position to the destination point.
For each target point set in the movable area of the robot, n sets (n> 1) of movement detection of the end effector are performed, and the obtained positive end effect coordinates, the positive rotation angle, and the negative end effect are obtained. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the robot is calibrated based on coordinates, the negative rotation angle, and a DH parameter set in advance in the robot.
前記DHパラメータは、前記エンドエフェクタに加わる負荷、および前記エンドエフェクタの移動時における加速度に応じて複数設定され、
複数設定されている前記DHパラメータから前記エンドエフェクタに適用される負荷および前記エンドエフェクタの加速度に応じて適した特定DHパラメータを抽出するDHパラメータ抽出手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載のロボット制御装置。
A plurality of the DH parameters are set according to the load applied to the end effector and the acceleration during the movement of the end effector,
The DH parameter extracting means for extracting a specific DH parameter suitable for a load applied to the end effector and an acceleration of the end effector from a plurality of the set DH parameters. Robot controller.
前記DHパラメータ抽出手段で抽出された前記特定DHパラメータは、前記ロボットにおいて一つのステップにおける動作が停止した後に切り換えられることを特徴とする請求項3記載のロボット制御装置。   4. The robot control apparatus according to claim 3, wherein the specific DH parameter extracted by the DH parameter extracting means is switched after an operation in one step is stopped in the robot.
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