JP2525227B2 - Robot tool shift method - Google Patents
Robot tool shift methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は産業用ロボットの手首に取り付けられたツー
ルの長さを自動計測するとともに、それによって再生さ
れるそれぞれのポイントのツールの向きにかかわらずツ
ール先端位置を自動補正するロボットのツールシフト方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention automatically measures the length of a tool attached to the wrist of an industrial robot, and regardless of the orientation of the tool at each point reproduced by it. A tool shift method for a robot that automatically corrects the tool tip position.
（従来の技術） 従来産業用ロボットに取り付けられたツールの長さが
変わるようなアプリケーションにおいては、それぞれの
ツールの長さに応じて、ティーチングを変更していた。(Prior Art) In an application in which the length of a tool attached to a conventional industrial robot changes, the teaching is changed according to the length of each tool.
あるいは、ツールの方向がすべての再生点で同一の場
合には、第５図に示されるようなロボット（１）の座標
系X,Y,Zでのシフト機能を使用してツール先端位置の補
正を行なっていた。しかしこれはツールの向きが変わっ
た場合にはシフト量の成分を変更しなければならないと
いう課題があった。Alternatively, if the tool direction is the same at all playback points, use the shift function in the coordinate system X, Y, Z of the robot (1) as shown in Fig. 5 to correct the tool tip position. Was being done. However, this has a problem that the component of the shift amount must be changed when the orientation of the tool is changed.
また自動的にツールの先端位置を計測して、ツール長
さの自動補正を行なうものとしては、例えば特開昭62−
282860号公報に開示されるようなものがあった。このも
のにおいては、ツールの姿勢ごとにその摩耗を計測しメ
モリーに記憶しておき、ツールの姿勢が変わったらその
姿勢に該当するメモリーから摩耗量を読み出して、ツー
ル先端位置の補正を行なっていた。この為、ツールの姿
勢が多く存在するときはその計測に時間を要すると共
に、メモリーの容量が大きくなる。Further, as a device for automatically measuring the tip position of the tool and automatically correcting the tool length, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There was one disclosed in Japanese Patent No. 282860. In this tool, the wear is measured for each posture of the tool and stored in a memory, and when the posture of the tool changes, the wear amount is read from the memory corresponding to the posture to correct the tool tip position. . For this reason, when many tool postures exist, it takes time to measure them and the memory capacity increases.
また上記の発明では外部の計測機器（視覚装置など）
からツール誤差補正量を入力する手段がなかった。In the above invention, external measuring equipment (visual device, etc.)
There was no way to input the tool error correction amount.
（発明が解決しようとする課題） 従来のツールシフト方法では、第５図に示すようにロ
ボット（１）の座標系X,Y,Zを中心とした平行シフトで
あり、この方法においてはワーク（３）の位置があらか
じめティーチングした位置とズレた（ワーク（３′））
ような場合にその補正を行うものとしては有効である
が、ロボットの手首に取り付けてあるツールの長さが変
わったようなものに対しては使用することができない。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional tool shift method, as shown in FIG. 5, parallel shift centering on the coordinate system X, Y, Z of the robot (1) is used. The position of 3) deviates from the position taught in advance (workpiece (3 '))
In such a case, the correction is effective, but it cannot be used for a tool attached to the wrist of the robot whose length is changed.
そこで本発明の目的は、ツールの長さが変わったとき
にロボット自身でその長さを自動計測し、それによって
再生されるそれぞれのポイントのツールの向きにかかわ
らずツール先端位置を自動補正することができるような
ロボットのツールシフト方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to automatically measure the length of the tool itself when the length of the tool is changed, and automatically correct the tool tip position regardless of the orientation of the tool at each point reproduced by the robot. The object of the present invention is to provide a tool shift method for a robot capable of performing the following.
本発明の別の目的はロボットの外部の計測機器からの
ツール誤差補正量を入力できるロボットのツールシフト
方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a robot tool shift method capable of inputting a tool error correction amount from a measuring device outside the robot.
（課題を解決するための手段） このため本発明は特許請求の範囲記載のロボットのツ
ールシフト方法を提供することによって上述した従来製
品の課題を解決した。(Means for Solving the Problems) Therefore, the present invention solves the problems of the conventional products described above by providing the tool shift method for the robot described in the claims.
（実施例） 次に本発明の実施例につき、図面を参照して説明す
る。(Example) Next, the Example of this invention is described with reference to drawings.
まず、ツール（２）の長さが変った場合に基準となる
ツールとの誤差を計測する方法について説明すると、第
１図に示すようにあらかじめ基準長さのツール（２）を
ロボット（１）の手首に取り付ける。次にツール先端が
ツール方向に移動するようなA,B2ポイントのティーチン
グを行なう。そしてこの２ポイントの延長線上に位置セ
ンサーであるリミットスイッチ（４）を配置し、その信
号をロボット（１）の図示しない制御装置に入力する。
次にロボット（１）を再生運転させリミットスイッチ
（４）が作動するまで前述A,B2ポイントの延長線上を移
動させ、リミットスイッチ（４）が作動した位置の座標
（Xs,Ys,Zs）（ロボットの座標系における）を基準位置
としてロボット制御装置のメモリーに記憶しておく。First, a method of measuring an error between the tool (2) and a reference tool when the length of the tool (2) changes will be described. As shown in FIG. Attach it to your wrist. Next, teach A and B points 2 so that the tool tip moves in the tool direction. Then, a limit switch (4) which is a position sensor is arranged on the extension line of these two points, and the signal thereof is input to a control device (not shown) of the robot (1).
Next, the robot (1) is regenerated and moved on the extension line of the points A and B2 until the limit switch (4) is activated, and the coordinates (Xs, Ys, Zs) () of the position where the limit switch (4) is activated. (In the coordinate system of the robot) is stored as a reference position in the memory of the robot controller.
次に長さの変化したツールを使用し同様の再生運転を
行ない、リミットスイッチ（４）が作動した位置の座標
（X1，Y1，Z1）と前述で求めた基準位置との差（X2，
Y2，Z2）を求める。Next, the same regeneration operation is performed using a tool with a changed length, and the difference between the coordinates (X 1 , Y 1 , Z 1 ) of the position where the limit switch (4) is activated and the reference position obtained above ( X 2 ,
Find Y 2 , Z 2 ).
次にこの差をロボットの手首に取り付けてあるツール
の座標系から見た差（X3，Y3，Z3）に変換する。 Next, this difference is converted into the difference (X 3 , Y 3 , Z 3 ) seen from the coordinate system of the tool attached to the wrist of the robot.
Tnは各関節における座標変換行列である。 Tn is a coordinate transformation matrix at each joint.
そしてこれをツール座標系での誤差としてレジスター
に記憶しておく。Then, this is stored in the register as an error in the tool coordinate system.
次に実作業プログラムにて、ツール長さが変化したと
きの補正方法について説明する。Next, a correction method when the tool length changes in the actual work program will be described.
実作業プログラムは基準長さのツールでティーチング
しておく。そしてツール長さが変化したときは前述の方
法によって基準長さのツールとの差（X2，Y2，Z2）を求
め、この差をツールの座標系から見た差（X3，Y3，Z3）
に変換し、この差（X3，Y3，Z3）を第２図のようにティ
ーチングされているそれぞれの記録ポイントにおけるツ
ールの方向に従って、ロボット座標系から見たシフト量
（補正量）（X4，Y4，Z4）に変換する。このときシフト
量（X4，Y4，Z4）は、それぞれの記録ポイントにおける
各関節の座標変換行列をTn-1とすると、 として求まる。ただしTn-1は各関節における逆回りの座
標変換行列となる。Teaching the actual work program with a tool of standard length. Then when the tool length is changed obtains the difference between the reference length of the tool (X 2, Y 2, Z 2) by the method described above, the difference viewed this difference from the tool coordinate system (X 3, Y 3 , Z 3 )
And the difference (X 3 , Y 3 , Z 3 ) is converted to the shift amount (correction amount) as seen from the robot coordinate system according to the tool direction at each recording point taught as shown in FIG. Convert to X 4 , Y 4 , Z 4 ). At this time, the shift amount (X 4 , Y 4 , Z 4 ) is Tn −1 , where Tn −1 is the coordinate conversion matrix of each joint at each recording point. Is obtained as. However, Tn -1 is the coordinate transformation matrix of the reverse rotation in each joint.
このシフト量分だけツール先端位置をロボット座標系
でシフトさせることによりツール長さを補正することが
可能となる。第３図にツールの長さの補正量を計測する
為のフローチャートを示す。第４図に実作業プログラム
においてツール長さを補正してツール先端位置をシフト
させる為のフローチャートを示す。The tool length can be corrected by shifting the tool tip position in the robot coordinate system by this shift amount. FIG. 3 shows a flowchart for measuring the correction amount of the tool length. FIG. 4 shows a flowchart for correcting the tool length and shifting the tool tip position in the actual work program.
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によればツールの摩耗量
をツールの座標系での摩耗量としてロボット自身で計測
してツール誤差に変換して記憶しておき、ツールの姿勢
ごとにロボット座標系でのシフト量に変換するのでツー
ルの姿勢ごとに計測する必要がないロボットのツールシ
フト方法を提供するものとなった。そこで本発明によれ
ば、ロボットによってスポット溶接を行なうようなアプ
リケーションにおいて、スポットガンのチップが摩耗し
たようなときにその摩耗量を前述の方法によって計測し
その摩耗量分だけスポットガンのチップ先端位置をシフ
トすることが出来るので、良好な溶接品質を得ることが
可能となる。さらに本発明によると、ロボットの外部の
計測機器からのツール誤差補正量を入力できるロボット
のツールシフト方法を提供するものとなった。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the amount of wear of the tool is measured by the robot itself as the amount of wear in the coordinate system of the tool, converted into a tool error and stored, and the posture of the tool is stored. Since it is converted into the shift amount in the robot coordinate system for each, a tool shift method for the robot that does not need to be measured for each tool posture is provided. Therefore, according to the present invention, in an application in which spot welding is performed by a robot, when the tip of the spot gun is worn, the wear amount is measured by the above-described method, and the tip position of the tip of the spot gun is measured by the wear amount. Therefore, it is possible to obtain good welding quality. Further, according to the present invention, it is possible to provide a tool shift method for a robot that can input a tool error correction amount from a measuring device outside the robot.
第１図は本発明の実施例ロボットのツールシフト方法に
おけるツール長さの補正量を計測する方法を示す説明
図、第２図は実作業プログラムにおいて、ツール長さが
変化したときの補正方法を示す説明図、第３図はツール
長さの補正量を計測する為のフローチャート、第４図は
実作業プログラムにおいてツール長さを補正してツール
先端位置をシフトさせるためのフローチャートをそれぞ
れ示す。第５図は従来のロボットのツールシフト方法を
示す説明図である。 １…ロボット、２…ツール、４…リミットスイッチ（位
置センサー）FIG. 1 is an explanatory view showing a method of measuring a correction amount of a tool length in a tool shift method of a robot of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a correction method when the tool length changes in an actual work program. FIG. 3 is a flow chart for measuring the correction amount of the tool length, and FIG. 4 is a flow chart for correcting the tool length and shifting the tool tip position in the actual work program. FIG. 5 is an explanatory view showing a conventional tool shift method for a robot. 1 ... Robot, 2 ... Tool, 4 ... Limit switch (position sensor)
Claims (2)
手首に取り付け、前記ツール先端がツール方向に移動す
るような２ポイントのティーチングを行い、かつ前記２
ポイントの延長線上に位置センサーと前記センサーの信
号をロボットの制御装置に入力する回路を設け、前記ロ
ボットを再生運転させて前記センサーが作動するまで前
記２ポイントの延長線上を移動させて、前記センサーが
作動した位置の座標を基準位置としてメモリーに記憶さ
せ、次に長さが変化したツールを使用し、前記２ポイン
トの延長線上を移動する再生運転を行い、前記センサー
が作動した位置の座標と前記基準位置との差をロボット
座標系での差として求め、次にこの差をツール座標系で
のツール誤差に変換してレジスターに記憶させ、そして
実作業プログラムにおいて基準長さのツールを使用して
基準ティーチングを行い、その後で前記レジスターに記
憶されたツール座標でのツール誤差を、それぞれの記憶
ポイントにおけるロボット座標系でのシフト量に変換
し、ツール先端位置の補正を行なうことを特徴とするロ
ボットのツールシフト方法。1. A tool having a reference length is attached to a wrist of a robot in advance, teaching is performed at two points so that the tip of the tool moves in the tool direction, and
A position sensor and a circuit for inputting a signal from the sensor to a controller of the robot are provided on an extension line of the point, and the robot is regenerated to move on the extension line of the two points until the sensor is activated. The coordinate of the operated position is stored in the memory as the reference position, and then the tool whose length has changed is used to perform the reproduction operation of moving on the extension line of the two points, and the coordinate of the position where the sensor is operated. The difference from the reference position is obtained as a difference in the robot coordinate system, then this difference is converted into a tool error in the tool coordinate system and stored in a register, and the tool of the reference length is used in the actual work program. Perform the reference teaching by using the tool, and then the tool error at the tool coordinates stored in the register is calculated at each memory point. Into a shift amount in bot coordinate system, tool shifting method of the robot, characterized in that correction of the tool tip position.
変化分をロボットの外部の測定装置で計測しそしてロボ
ットの制御装置にシリアル通信を含む通信手段で入力
し、ツール座標系でのツール誤差としてレジスターに記
憶させ、次に実作業プログラムにおいて基準長さのツー
ルを使用して基準ティーチングを行い、その後で前記レ
ジスターに記憶された前記ツール座標系でのツール誤差
を、それぞれの記憶ポイントにおけるロボット座標系で
のシフト量に変換し、ツール先端位置の補正を行なうこ
とを特徴とするロボットのツールシフト方法。2. The tool length in the tool coordinate system is measured by a measuring device external to the robot and is input to the controller of the robot by communication means including serial communication, and the change in the length of the tool with respect to the tool having the reference length is measured. The error is stored in the register, then the reference teaching is performed using the tool of the reference length in the actual work program, and then the tool error in the tool coordinate system stored in the register is stored at each storage point. A tool shift method for a robot, characterized by converting to a shift amount in a robot coordinate system and correcting the tool tip position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177017A JP2525227B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Robot tool shift method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP63177017A JP2525227B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Robot tool shift method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230477A JPH0230477A (en) | 1990-01-31 |
| JP2525227B2 true JP2525227B2 (en) | 1996-08-14 |
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ID=16023703
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP63177017A Expired - Fee Related JP2525227B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Robot tool shift method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102328314A (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-25 | 株式会社神户制钢所 | The anchor clamps that use in the derivation of the instrument vector of robot |
Families Citing this family (1)
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| DE10131160A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-16 | Zeiss Carl | Method for operating a coordinate measuring machine with a swivel-swivel joint |
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1988
- 1988-07-18 JP JP63177017A patent/JP2525227B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN102328314A (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-25 | 株式会社神户制钢所 | The anchor clamps that use in the derivation of the instrument vector of robot |
| CN102328314B (en) * | 2010-07-12 | 2014-07-02 | 株式会社神户制钢所 | Clamp used for exporting tool vector of robot |
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| JPH0230477A (en) | 1990-01-31 |
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