JP2014058003A - 校正治具及びロボット装置並びに校正治具を用いたロボット装置の校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に高精度な校正を行うことが可能な校正治具及び校正治具により校正されたロボット装置並びに校正治具を用いたロボット装置の校正方法を提供すること。
【解決手段】多軸多関節のロボットアーム２０の先端軸Ｊ６に接続されたエンドエフェクタ２１のワークに対する傾きの校正に用いられる校正治具４において、ワークが載置される架台３に取り付け可能なマグネットスタンド４０と、マグネットスタンド４０にマグネットスタンド４０から延設される弾性軸４１と、弾性軸４１に回転自在に支持され、エンドエフェクタ２１により圧接保持可能であり、かつ弾性軸４１と直交する方向の断面の形状が弾性軸４１を中心とした真円となるように形成された球体部品４２と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、様々な部品の組み立てを行うロボット装置の校正に用いられる校正治具及び校正治具で校正可能なロボット装置並びに校正治具を用いたロボット装置の校正方法に関する。

近年、小型で複雑な構造をしたカメラ等の組み立てに対する自動化の要求が高まっており、これらの製品は小型のロボット装置で、高速かつ微妙な力制御を伴って精密な組み付けを行う必要がある。そのため、ロボット装置は、使用に際し、動作を精密に校正しておく必要があり、従来より、様々な校正装置（校正治具）や校正方法が提案されている。

例えば、２つの微小変位計と円柱治具とを用い、ロボットの先端軸を回転させて微小変位計の信号を読み取り、読み取った情報からロボットの先端軸を校正する校正装置が開示されている（特許文献１参照）。

また、近年のロボット装置は、生産効率化から生産現場のセル化が求められており、複数の作業工程を実行可能とするエンドエフェクタ（把持機構）を備えたロボット装置が広く使用されている。このようなロボット装置は、エンドエフェクタに様々な作業工程を実行させることから高い動作精度が求められており、それに伴った高い校正精度を必要としている。例えば、複数爪（例えば、３爪）を有するエンドエフェクタの場合、ワークを把持した際の複数爪それぞれの位置により把持されたワークの中心位置が決まるため、複数爪の偏心を校正しておく必要がある。これに対しては、円筒ワークを回転させながら側面に測定子を倣わせることで円筒のＺ軸の位置を測定して校正する校正方法が開示されている（特許文献２参照）。

特開平０１−５８４９０号公報 特開２０１０−２６６４１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の校正装置及び特許文献２に記載の校正方法のいずれにおいても、偏心の校正を行う前にロボットの先端軸の傾き校正を行わないため、複数爪の傾きに対する校正が行われず、爪の先端位置での校正残差が残ってしまう。そのため、例えば、ワークを把持する際に複数爪がワークに衝突し、ワークの破損や爪の変形を引き起こすおそれがあった。また、ロボットの繰返し位置の再現性等から、爪のワークの掴む位置が変わることによって把持中心がずれてしまい、組付け作業などで組み付けられずに不良品となるおそれがあるという問題があった。

そこで、本発明は、容易に高精度な校正を行うことが可能な校正治具及び校正治具により校正されたロボット装置並びに校正治具を用いたロボット装置の校正方法を提供することを目的とする。

本発明は、ロボットアームの先端軸に接続されたエンドエフェクタのワークに対する傾きの校正に用いられる校正治具において、ワークが載置される架台に取り付け可能な取付け台と、前記架台に前記取付け台から延設される回転軸と、前記回転軸に回転自在に支持され、前記エンドエフェクタにより圧接保持可能であり、かつ前記回転軸と直交する方向の断面の形状が前記回転軸を中心とした真円となるように形成された被圧接部材と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、校正治具を用いてエンドエフェクタの校正を行う際に、エンドエフェクタのワークに対する傾き校正を行うことにより、簡単に高精度なエンドエフェクタの校正を行うことできる。

本発明の実施形態に係るロボット装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 本実施形態に係る多関節ロボットを制御する制御部のブロック図である。 第１実施形態に係る校正治具を示す断面図である。 第１実施形態に係る校正治具を用いたロボット装置の校正方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る校正治具を示す断面図である。 第３実施形態に係る校正治具を示す断面図である。 校正治具の他の形態を示す断面図である。 校正治具の検出感度を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係るロボット装置１について、図１から図４を参照しながら説明する。まず、ロボット装置１の全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るロボット装置１の全体構成を模式的に示す正面図である。図２は、第１実施形態に係る多関節ロボット２を制御する制御部６のブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係るロボット装置１は、ワークの組み立てを行う多関節ロボット２と、ワークの組み立てが行われる架台３と、不図示のステレオカメラと、多関節ロボット２を制御する制御部６と、を備えている。

多関節ロボット２は、６軸多関節のロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の先端軸Ｊ６に接続されたエンドエフェクタ２１と、を備えている。ロボットアーム２０は、各関節を各関節軸Ｊ１〜Ｊ６まわりにそれぞれ回転駆動する６つのアクチュエータ（図示せず）を備えており、６つのアクチュエータのそれぞれを選択的に駆動することでエンドエフェクタ２１を任意の３次元位置に移動させる。

エンドエフェクタ２１は、ワーク等を圧接保持可能な３つの爪２２、２３、２４と、３つの爪２２、２３、２４を駆動させる不図示のアクチュエータと、力覚センサ２５と、を備えている。３つの爪２２、２３、２４は、ロボットアーム２０の先端軸Ｊ６の中心に向かって移動自在に構成されており、把持中心となる先端軸Ｊ６の中心に対して接離することで開閉し、開閉することでワーク等を挟み込んで把持等する。具体的には、３つの爪２２、２３、２４を先端軸Ｊ６の中心に向かって移動させることでワーク等を挟んで把持し、先端軸Ｊ６の中心から離反させることでワーク等を離す。なお、３つの爪２２、２３、２４を駆動するアクチュエータとしては、ステッピングモータやロータリーエンコーダ等が例示できる。また、力覚センサ２５は、３つの爪２２、２３、２４のそれぞれにかかる３軸方向の力及び３軸モーメントを検出可能になっている。

このように、エンドエフェクタ２１は、ロボットアーム２０の各関節の駆動により移動し、移動した位置でアクチュエータを駆動することで３つの爪２２、２３、２４を開閉させてワーク等を把持する。また、その際、力覚センサ２５で３つの爪２２、２３、２４のそれぞれに生じる反力（応力）を検出することで、３つの爪２２、２３、２４やワークの破損や変形等を防止可能に制御される。

架台３は、矩形箱状に形成されており、上面にワークが載置される平面上の載置部３０が設けられている。本実施形態においては、載置部３０は、鉄系の材料により形成されている。また、載置部３０の略中央部には、ワークの組み立てに用いられる不図示の治具が設けられており、その周りには、部品供給器や工具置台等が配置される。更に、架台３の下部には、架台を移動させるための不図示のキャスターと、架台３を床面に固定させるための不図示の固定金具とが設けられており、任意の位置に移動した後、固定可能となっている。ステレオカメラは、架台３の載置部３０に載置されたワークやエンドエフェクタ２１、後述する校正治具４等を撮像する。

図２に示すように、制御部６は、演算装置６０と、記憶装置６１と、を有するコンピュータ本体に、ロボットアーム２０、エンドエフェクタ２１、ステレオカメラがバスを介して接続されて構成されている。また、コンピュータ本体には、入力装置６２、ティーチングペンダント６３、ディスプレイ６４、スピーカ６５、記録メディア読取装置６６及び通信装置６７などもバスを介して接続されている。なお、図２においては、これらを接続するためのインターフェイスは不図示としている。

演算装置６０は、ＣＰＵ６０ａと、画像処理装置６０ｂと、音声処理装置６０ｃと、を備えている。ＣＰＵ６０ａは、カメラ制御部６０ｄと、ロボット制御部６０ｅと、を備えている。カメラ制御部６０ｄは、ステレオカメラにより撮像された撮像情報に基づいて、記憶装置６１に記憶された各種プログラムや入力装置６２から入力される設定等に従って、ワーク、エンドエフェクタ２１及び校正治具４等の３次元位置等を計測する。ロボット制御部６０ｅは、カメラ制御部６０ｄにより計測された３次元位置及び記憶装置６１に記憶された各種プログラムや入力装置６２から入力される設定等に基づいて、ロボットアーム２０やエンドエフェクタ２１を制御する。例えば、ロボット制御部６０ｅは、記憶装置６１に記憶された後述する校正プログラムに従って、エンドエフェクタ２１の調芯及び傾き校正を実行させる。

なお、カメラ制御部６０ｄによるワーク等の３次元位置計測、ロボット制御部６０ｅによるロボットアーム２０やエンドエフェクタ２１の動作制御についての精細な説明は省略する。また、校正治具４を用いたロボット制御部６０ｅによるエンドエフェクタ２１の傾き校正については後に詳しく説明する。

画像処理装置６０ｂは、ＣＰＵ６０ａからの描画指示に応じてディスプレイ６４を制御して、画面上に所定の画像を表示させる。音声処理装置６０ｃはＣＰＵ６０ａからの発音指示に応じた音声信号生成してスピーカ６５に出力する。記憶装置６１は、バスを介してＣＰＵ６０ａに接続されており、各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ６１ａと、ＣＰＵ６０ａの作業領域として確保されたＲＡＭ６１ｂと、を備えている。

入力装置６２は、キーボード６２ａと、マウス６２ｂと、から構成されており、ワークや校正治具４の３次元位置の計測に必要な情報、或いはその他の指示の入力を可能としている。記録メディア読取装置６６は、校正プログラム等の各種プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体６８を読み込み、ＲＯＭ６１ａに格納させるため等に用いられる。通信装置６７は、例えば、上述したような記録媒体６８を使用せずに、通信装置６７を介してインターネット等から配信される更新プログラム等をダウンロードする際に用いられる。

次に、上述のように構成されたロボット装置１による多関節ロボット２の校正について、図１に加え、図３から図５を参照しながら説明する。まず、多関節ロボット２の校正に用いられる校正治具４について、図３を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る校正治具４を示す断面図である。

図３に示すように、校正治具４は、取付け台としてのマグネットスタンド４０と、マグネットスタンド４０に支持される回転軸としての弾性軸４１と、弾性軸４１に回転自在に支持される被圧接部材としての球体部品４２と、を備えている。なお、本実施形態においては、弾性変形可能な弾性軸４１を用いて球体部品４２を偏心回転可能に構成したが、例えば、マグネットスタンドや、回転軸とマグネットスタンドとの間に偏心回転を許容する許容部を設けて球体部品を偏心回転可能にしてもよい。

マグネットスタンド４０は、マグネットスイッチ４３を有しており、架台３の載置部３０上の任意の位置に配置した後、マグネットスイッチ４３をオンすることで磁力により載置部３０に固定可能になっている。なお、本実施形態においては、マグネットスタンド４０を載置部３０上に設置するが、磁力で固定可能な平面を有する場所であれば、例えば、載置部３０に設けられた治具等に設置してもよい。マグネットスタンド４０を取付け台とすることで、載置部３０の任意の位置に校正治具４を設置可能になる。

弾性軸４１は、弾性変形可能な材料により棒状に形成されており、マグネットスタンド４０を載置部３０に設置した際の載置部３０に対する垂直精度が±０．３°以内になるように、マグネットスタンド４０から延設されている。また、弾性軸４１は、上支持部材４４と下支持部材４５とを有しており、上支持部材４４と下支持部材４５とは、上支持部材４４と下支持部材４５との間で球体部品４２を回転自在に支持している。なお、本実施形態においては、弾性軸４１は、あらかじめ軸方向の曲げ試験を実施し、部品としての応力−歪み曲線を取得している金属材料で形成されている。

球体部品４２は、軸心と直交する方向の断面の形状が弾性軸４１を中心とした真円となるような球状に形成されており、軸心には、弾性軸４１が貫通可能な貫通孔４６が形成されている。また、貫通孔４６には、複数のベアリング４７が配設されており、複数のベアリング４７は、弾性軸４１を貫通孔４６に貫通させた際の球体部品４２を回転自在に支持する。言い換えると、球体部品４２は、複数のベアリング４７を介して弾性軸４１に回転自在に支持されている。

次に、校正治具４を用いたロボット装置１の校正方法について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。図４は、第１実施形態に係る校正治具４を用いたロボット装置１の校正方法を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、架台３の載置部３０上に校正治具４を配置する。校正治具４を配置する位置は、多関節ロボット２のロボットアーム２０の可動範囲内であり、載置部３０上の空いているスペースであればよい。載置部３０上に校正治具４を配置すると、マグネットスイッチ４３をオンして、マグネットスタンド４０を載置部３０に磁力で固定する（ステップＳＴ１）。

次に、ロボットアーム２０を可動して、エンドエフェクタ２１を校正治具４の上方に位置させた後、ロボットアームの先端軸Ｊ６（エンドエフェクタ２１の把持中心）が弾性軸４１と同軸上に位置するようにロボットアーム２０を可動制御（指令）する。可動制御によりロボットアーム２０が移動すると、エンドエフェクタ２１を校正治具４に向けて下降させ、エンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４で校正治具４の球体部品４２の表面を圧接保持して把持させる（圧接保持工程、ステップＳＴ２）。なお、球体部品４２を把持させた際の力覚センサ２５の出力値の最大値がレンジの１／３程度までとすることが好ましい。

次に、ロボットアーム２０の先端軸Ｊ６を回転駆動して、エンドエフェクタ２１とエンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４によって把持された球体部品４２とを１回転させる。そして、１回転した際に出力される、弾性軸４１に対する先端軸Ｊ６の傾きから発生する、エンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４への弾性軸４１からの反力（応力）を検出（測定）する（応力測定工程、ステップＳＴ３）。

反力を測定すると、球体部品４２を離し、反力とロボットアーム２０の先端軸Ｊ６の回転位置とから、エンドエフェクタ２１の弾性軸４１に対する傾き校正量（先端軸Ｊ６の弾性軸４１に対する傾き校正量）を算出（演算）する（演算工程、ステップＳＴ４）。

次に、算出した傾き校正量に基づいて、ロボットアーム２０を駆動制御して、エンドエフェクタ２１の姿勢、すなわちエンドエフェクタ２１の弾性軸４１に対する傾きを校正する（傾き校正工程、ステップＳＴ５）。これにより、エンドエフェクタ２１の弾性軸４１に対する傾きが校正される。

傾きを校正すると、再び、球体部品４２をエンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４で把持させる（ステップＳＴ６）。そして、先端軸Ｊ６を回転駆動して、エンドエフェクタ２１とエンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４によって把持された球体部品４２とを１回転させ、弾性軸４１に対するエンドエフェクタ２１の把持中心の偏心を測定する（ステップＳＴ７）。球体部品４２を１回転させることで、先端軸Ｊ６からの各爪２２、２３、２４のバラつき、即ち、エンドエフェクタ２１の把持中心からのズレにより発生する弾性軸４１の変形による反力が検出可能になる。

反力を測定すると、再び、球体部品４２を離し、反力から爪２２、２３、２４の位置の校正量を算出し、爪２２、２３、２４を移動させることでエンドエフェクタ２１の把持中心を弾性軸４１と同軸上に位置させる（ステップＳＴ８、ＳＴ９）。これにより、エンドエフェクタ２１の偏心が校正される。つまり、エンドエフェクタ２１が調芯される。

次に、偏心の許容値（閾値）を設定し、許容値を満たすまで上述を繰り返して偏心の校正を行う（ステップＳＴ１０）ことで、より高精度な校正を行うことが可能になる。なお、本実施形態においては、ステップＳＴ９による校正後、許容値を満たすまで校正を繰り返し実施させたが、１回のみの校正で終了させてもよい。

また、上述の圧接保持工程、応力測定工程、演算工程及び傾き校正工程は、校正プログラムとして記憶装置６１に記憶可能であり、ユーザ等によって校正治具４を載置部３０に設置された後、校正プログラムを実行することで、調芯及び傾き校正は実行可能となる。

このように、本実施形態に係る校正治具４を用いてロボット装置１を校正することで、エンドエフェクタ２１の傾き補正を行うことができる。そのため、例えば、エンドエフェクタの傾きから生じるワークに対する把持中心の位置ズレを防止することができる。これにより、ワークを把持する際のワークやエンドエフェクタの破損等を防止可能となり、組み付け作業時等における不良品の発生等を防止することができる。その結果、品質の安定した製造プロセスを構築することができ、高品質な製品を製造することができる。

また、校正治具４は、傾き校正と調芯とを実施可能である。そのため、例えば、調芯のみを行った場合に生じ得るエンドエフェクタの校正残差を解消させることができる。これにより、より高精度な校正を行うことができる。また、１回の校正作業で調芯及び傾き校正が可能であるため、校正時間を短くすることが可能になる。これにより、生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る校正治具４は、マグネットスタンド４０で載置部３０に設置し、マグネットスイッチで固定するため、簡単な構成で、着脱が容易となると共に、設置場所の自由度を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るロボット装置１Ａついて、図１及び図２を援用すると共に、図５を参照しながら説明する。第２実施形態は、多関節ロボット２の校正に用いられる校正治具の形状が第１実施形態と相違する。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と相違する点、即ち、校正治具を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。図５は、第２実施形態に係る校正治具４Ａを示す断面図である。

図５に示すように、校正治具４Ａは、マグネットスタンド４０と、弾性軸４１と、弾性軸４１に回転自在に支持される被圧接部材としての円柱体部品４２Ａと、を備えている。なお、本実施形態においては、弾性変形可能な弾性軸４１を用いて円柱体部品４２Ａを偏心回転可能に構成したが、例えば、マグネットスタンドや回転軸とマグネットスタンドとの間に偏心回転を許容する許容部を設けて偏心回転可能にしてもよい。

円柱体部品４２Ａは、軸心と直交する方向の断面の形状が弾性軸４１を中心とした真円となるような円柱状に形成されており、軸心には、弾性軸４１が貫通可能な貫通孔４６が形成されている。また、貫通孔４６には、複数のベアリング４７が配設されており、複数のベアリング４７は、弾性軸４１を貫通孔４６に貫通させた際の円柱体部品４２Ａを回転自在に支持する。言い換えると、円柱体部品４２Ａは、複数のベアリング４７を介して弾性軸４１に回転自在に支持されている。

校正治具４Ａを用いたロボット装置１Ａの校正方法については、第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

このように、第２実施形態に係る校正治具４Ａを用いてロボット装置１Ａを校正することで、エンドエフェクタ２１の傾き補正を容易に行うことができる。また、エンドエフェクタ２１の爪２２、２３、２４で円柱体部品４２Ａを把持する際、爪２２、２３、２４と円柱体部品４２Ａとが面接触するため、調芯を行う際に確実に円柱体部品４２Ａを把持させることが可能になる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るロボット装置１Ｂついて、図１及び図２を援用すると共に、図６を参照しながら説明する。第３実施形態は、多関節ロボット２の校正に用いられる校正治具の形状が第１実施形態と相違する。そのため、第３実施形態においては、第１実施形態と相違する点、即ち、校正治具を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。図６は、第３実施形態に係る校正治具４Ｂを示す断面図である。

図６に示すように、校正治具４Ｂは、マグネットスタンド４０と、弾性軸４１と、弾性軸４１に回転自在に支持される被圧接部材としての円錐体部品４２Ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、弾性軸４１を用いて円錐体部品４２Ｂを偏心回転可能に構成したが、例えば、マグネットスタンドや、回転軸とマグネットスタンドとの間に偏心回転を許容する許容部を設けて円錐体部品４２Ｂを偏心回転可能にしてもよい。

円錐体部品４２Ｂは、軸心と直交する方向の断面の形状が弾性軸４１を中心とした真円となるような円錐状に形成されており、軸心には、弾性軸４１が貫通可能な貫通孔４６が形成されている。また、貫通孔４６には、複数のベアリング４７が配設されており、複数のベアリング４７は、弾性軸４１を貫通孔４６に貫通させた際の円錐体部品４２Ｂを回転自在に支持する。言い換えると、円錐体部品４２Ｂは、複数のベアリング４７を介して弾性軸４１に回転自在に支持されている。

校正治具４Ｂを用いたロボット装置１Ｂの校正方法については、第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

このように、第２実施形態に係る校正治具４Ｂを用いてロボット装置１Ｂを校正することで、エンドエフェクタ２１の傾き補正を容易に行うことができる。また、例えば、大小各種のエンドエフェクタを用いた場合でも、円錐体部品をスライドすると把持させることができるため、校正治具の製作コストを低減することができる。

＜校正治具の他の形態＞
次に、校正治具の他の形態について、図７を参照しながら説明する。図７は、校正治具の他の形態を示す断面図である。

校正治具の被圧接部材は、例えば、図７（ａ）に示すように、先端側が半球状に形成され、基端側が円柱状に形成された被圧接部品を用いてもよい。この場合、例えば、傾き校正を行う際に先端側の半球状部分を使用し、調芯を行う際には円筒状の部分を使用する等、校正の目的に応じて使い分けることができる。同様に、図７（ｂ）に示すように、先端側が球状に形成され、基端側が円柱状に形成された被圧接部品を用いてもよく、図７（ｃ）に示すように、先端側が円筒状で、基端側が球状に形成された被圧接部品を用いてもよい。また、図７（ｄ）に示すように、内部が円筒状に切り抜かれた円筒状の被圧接部品を用いてもよい。この場合、例えば、外周面側で傾き校正を行い、内周面側を用いて調芯を行ったり、またこの逆で傾き校正及び調芯を行うことができる。

＜実施例＞
次に上述のように構成された校正治具を用いてロボット装置を校正した実施例について、図８を用いて説明する。図８は、校正治具の検出感度を示す図である。

（実施例１）
第１実施形態に係るロボット装置１及び校正治具４を用意した。校正治具４のマグネットスタンドは、厚さは４０［ｍｍ］とし、マグネットスイッチ４３により、架台３の載置部３０略中心位置に固定した。弾性軸４１は、ベリリウム銅（ヤング率１３０［ＧＰａ］）で形成し、直径を２．８［ｍｍ］、球体部品４２内の長さを２４［ｍｍ］、マグネットスタンド４０から球体部品４２までの長さを３５［ｍｍ］とした。球体部品４２は、半径１２［ｍｍ］の球であり、軽量化のため材質はアルミニウムを用い、切削加工と研磨加工にて製作した。その後、ベアリング４７を付けた弾性軸４１を嵌め込み、再研磨加工を行い、マグネットスタンド４０に取り付けることで校正治具４を製作した。

ベアリング４７を設けることで回転摩擦力が低くなり、エンドエフェクタ２１により把持しながら球体部品４２を回転させることでの偏心検出が可能であった。また、被圧接部材として球体部品４２を用いることで、偏心校正前の先端軸Ｊ６校正の検出において、校正治具４の斜め把持などによる初期ノイズを低減することができ、より短時間での校正作業が可能となった。また、図８に示すように、球体部品４２を用いることで、ノイズが少なく、より広範囲な偏心を検出することができた。

（実施例２）
第２実施形態に係るロボット装置１Ａ及び校正治具４Ａを用意した。校正治具４Ａのマグネットスタンドは、厚さは４０［ｍｍ］とし、マグネットスイッチ４３により、架台３の載置部３０略中心位置に固定した。弾性軸４１は、ベリリウム銅（ヤング率１３０［ＧＰａ］）で形成し、直径を２．８［ｍｍ］、円柱体部品４２Ａ内の長さを２４［ｍｍ］、マグネットスタンド４０から円柱体部品４２Ａまでの長さを３５［ｍｍ］とした。円柱体部品４２Ａは、半径１２［ｍｍ］の円柱体であり、軽量化から材質はマグネシウムを用い、切削加工にて製作した。その後、ベアリング４７を付けた弾性軸４１を嵌め込み、マグネットスタンド４０に取り付けることで校正治具４Ａを製作した。

ベアリング４７を設けることで回転摩擦力が低くなり、エンドエフェクタ２１により把持しながら円柱体部品４２Ａを回転させることでの偏心検出が可能であった。また、図８に示すように、円柱体部品４２Ａを用いることで、ノイズは発生するものの感度が良いので、より微小な偏心を検出することができた。

（実施例３）
第３実施形態に係るロボット装置１Ｂ及び校正治具４Ｂを用意した。校正治具４Ｂのマグネットスタンドは、厚さは４０［ｍｍ］とし、マグネットスイッチ４３により、架台３の載置部３０略中心位置に固定した。弾性軸４１は、ベリリウム銅（ヤング率１３０［ＧＰａ］）で形成し、直径を２．８［ｍｍ］、円錐体部品４２Ｂ内の長さを２４［ｍｍ］、マグネットスタンド４０から円錐体部品４２Ｂまでの長さを３５［ｍｍ］とした。円錐体部品４２Ｂは、半径１２［ｍｍ］の円錐体であり、軽量化から材質はマグネシウムを用い、切削加工にて製作した。その後、ベアリング４７を付けた弾性軸４１を嵌め込み、マグネットスタンド４０に取り付けることで校正治具４Ｂを製作した。

ベアリング４７を設けることで回転摩擦力が低くなり、エンドエフェクタ２１により把持しながら円錐体部品４２Ｂを回転させることでの偏心検出が可能であった。また、図８に示すように、円錐体部品４２Ｂは、感度がよく、微小な偏心を検出することができた。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

例えば、本実施形態においては、６軸多関節のロボットアーム２０を用いて説明したが、本発明においてはこれに限定されない。ロボットアームは、先端軸を有する多軸多関節のものであればよい。

また、本実施形態においては、３つの爪２２、２３、２４を有するエンドエフェクタ２１を用いて説明したが、本発明においてはこれに限定されない。エンドエフェクタは、例えば、２つの爪や４つの爪等の複数爪を有する構成であってもよい。

また、本実施形態においては、取付け台として架台３の載置部３０に着脱自在のマグネットスタンドを用いて説明したが、本発明においてはこれに限定されない。取付け台は、例えば、載置部３０に取り付け可能であればよい。

１、１Ａ、１Ｂ ロボット装置
２ 多関節ロボット
３ 架台
４、４Ａ、４Ｂ 校正治具
６ 制御部
２０ ロボットアーム
２１ エンドエフェクタ
２２、２３、２４ 爪（複数爪）
２５ 力覚センサ
４０ マグネットスタンド（取付け台）
４１ 弾性軸（回転軸）
４２ 球体部品（被圧接部材）
４２Ａ 円柱体部品（被圧接部材）
４２Ｂ 円錐体部品（被圧接部材）
Ｊ６ 先端軸

Claims (8)

1. ロボットアームの先端軸に接続されたエンドエフェクタのワークに対する傾きの校正に用いられる校正治具において、
   ワークが載置される架台に取り付け可能な取付け台と、
   前記架台に前記取付け台から延設される回転軸と、
   前記回転軸に回転自在に支持され、前記エンドエフェクタにより圧接保持可能であり、かつ前記回転軸と直交する方向の断面の形状が前記回転軸を中心とした真円となるように形成された被圧接部材と、を備えた、
   ことを特徴とする校正治具。
2. 前記被圧接部材は、球状に形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の校正治具。
3. 前記被圧接部材は、円柱状に形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の校正治具。
4. 前記被圧接部材は、円錐状に形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の校正治具。
5. 先端に設けられる先端軸を有するロボットアームと、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の校正治具の前記被圧接部材を圧接保持可能な複数爪を有し、前記先端軸に接続されたエンドエフェクタと、
   前記複数爪それぞれに加わる応力を検出可能な力覚センサと、
   前記複数爪に前記被圧接部材を圧接保持させた後、前記先端軸を中心に前記エンドエフェクタを回転させることで前記力覚センサにより検出される前記複数爪それぞれの応力から、前記先端軸の前記回転軸に対する傾き校正量を演算し、演算した前記傾き校正量に応じて前記ロボットアームを駆動制御して前記エンドエフェクタの傾きを校正する制御部と、を備えた、
   ことを特徴とするロボット装置。
6. 架台に取り付けられた請求項１から４のいずれか１項に記載の校正治具の前記被圧接部材を前記エンドエフェクタに圧接保持させる圧接保持工程と、
   前記被圧接部材を圧接保持した前記エンドエフェクタを回転させて、前記エンドエフェクタに加わる応力を検出可能な力覚センサが検出する応力を測定する応力測定工程と、
   前記応力測定工程で測定された応力から前記先端軸の前記回転軸に対する傾き校正量を演算する演算工程と、
   前記傾き校正量に応じて前記ロボットアームを駆動制御して前記エンドエフェクタの傾きを校正する傾き校正工程と、を備えた、
   ことを特徴とするロボット装置の校正方法。
7. 請求項６に記載の各工程をコンピュータに実行させるためのロボット装置の校正プログラム。
8. 請求項７に記載のロボットアームの校正プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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