JP2640339B2 - ロボット定数の自動補正方法 - Google Patents
ロボット定数の自動補正方法Info
- Publication number
- JP2640339B2 JP2640339B2 JP59254068A JP25406884A JP2640339B2 JP 2640339 B2 JP2640339 B2 JP 2640339B2 JP 59254068 A JP59254068 A JP 59254068A JP 25406884 A JP25406884 A JP 25406884A JP 2640339 B2 JP2640339 B2 JP 2640339B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- error
- tool
- robot
- axis
- postures
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1692—Calibration of manipulator
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39054—From teached different attitudes for same point calculate tool tip position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピューター（CPU）と所定のプログラ
ムを記憶したメモリを有する制御装置を備え、かつｎ
（正の整数）個の自由度を有する多関節形ロボットの手
首にツールを取り付けたロボットの定数の設定誤差およ
びツールオフセットの設定誤差の自動補正方法に関す
る。
ムを記憶したメモリを有する制御装置を備え、かつｎ
（正の整数）個の自由度を有する多関節形ロボットの手
首にツールを取り付けたロボットの定数の設定誤差およ
びツールオフセットの設定誤差の自動補正方法に関す
る。
（従来の技術） 従来ロボットの制御方法としてPTP制御方法がとられ
ており、教示点から教示点への軌跡の制御には、補間機
能が用いられている。しかしながら、定数やツールオフ
セットの設定が正確でないと、補間動作は十分な機能を
果たさなくなる。従来、定数の設定およびツールオフセ
ットの計測は、計器を用いて行われていたが、正確に設
定することは困難であった。その原因は、主に、微少角
度の測定が、目測であるために困難であること、そし
て、ツール先端の位置を手首まげ中心からの距離として
計測することが困難であることに起因していた。そこで
簡便に、定数およびツールオフセットの誤差を補正する
方法が必要である。
ており、教示点から教示点への軌跡の制御には、補間機
能が用いられている。しかしながら、定数やツールオフ
セットの設定が正確でないと、補間動作は十分な機能を
果たさなくなる。従来、定数の設定およびツールオフセ
ットの計測は、計器を用いて行われていたが、正確に設
定することは困難であった。その原因は、主に、微少角
度の測定が、目測であるために困難であること、そし
て、ツール先端の位置を手首まげ中心からの距離として
計測することが困難であることに起因していた。そこで
簡便に、定数およびツールオフセットの誤差を補正する
方法が必要である。
特開昭58−160086号公報では、ロボットアームの先端
を１点に位置付けした状態でかつアームの先端位置を測
定装置で測定して一致させてロボットアームを複数個の
姿勢で教示し、測定装置でアームの先端位置が一致した
ことを確認して上記複数個の姿勢で教示したとき測定し
たアームの先端座標位置は同一であると仮定し（同公報
第３頁右上欄８行目「Ｐが等しいことを利用して」参
照）、かつ各アームの長さを設計長であると仮定して、
各アームの設計長と複数個の姿勢で教示した際の各ロボ
ットアーム関節角からロボットアームの先端位置を一義
的に求める式（同公報第２頁右下欄（１）式、及び同欄
７−９行目「７はロボットアーム１の各関節部の回転角
度を基に、各関節部の関節原点を決定するロボット座標
決定部」参照）をテーラー展開することで得た方程式を
解くことで各ロボットアーム関節の原点角度即ち関節原
点を決定する方法が提案されている。ここでは関節部の
角度の偏差についてのみ記載され、アームの腕の長さの
誤差についても同様に知ることができるとのみ記載され
てはいるが、同公報の関節部の角度の偏差についての方
法を適用してアームの腕の長さの誤差を知ることはでき
ないので、同公報ではアームの腕の長さの誤差の検出に
ついては何の開示もなく、又アームの先端位置を測定装
置で測定してアームの先端位置が一致したことを確認す
るまでロボットアームを教示し直す必要があった。さら
に複数個の姿勢で教示した際のアームの先端座標位置は
同一であると仮定して各アームの設計長と複数個の姿勢
で教示した際の各ロボットアーム関節角からロボットア
ームの先端位置を一義的に求める方程式を解くので、ロ
ボット先端を１点の校正点に誤差無く位置付ける必要が
あった。
を１点に位置付けした状態でかつアームの先端位置を測
定装置で測定して一致させてロボットアームを複数個の
姿勢で教示し、測定装置でアームの先端位置が一致した
ことを確認して上記複数個の姿勢で教示したとき測定し
たアームの先端座標位置は同一であると仮定し（同公報
第３頁右上欄８行目「Ｐが等しいことを利用して」参
照）、かつ各アームの長さを設計長であると仮定して、
各アームの設計長と複数個の姿勢で教示した際の各ロボ
ットアーム関節角からロボットアームの先端位置を一義
的に求める式（同公報第２頁右下欄（１）式、及び同欄
７−９行目「７はロボットアーム１の各関節部の回転角
度を基に、各関節部の関節原点を決定するロボット座標
決定部」参照）をテーラー展開することで得た方程式を
解くことで各ロボットアーム関節の原点角度即ち関節原
点を決定する方法が提案されている。ここでは関節部の
角度の偏差についてのみ記載され、アームの腕の長さの
誤差についても同様に知ることができるとのみ記載され
てはいるが、同公報の関節部の角度の偏差についての方
法を適用してアームの腕の長さの誤差を知ることはでき
ないので、同公報ではアームの腕の長さの誤差の検出に
ついては何の開示もなく、又アームの先端位置を測定装
置で測定してアームの先端位置が一致したことを確認す
るまでロボットアームを教示し直す必要があった。さら
に複数個の姿勢で教示した際のアームの先端座標位置は
同一であると仮定して各アームの設計長と複数個の姿勢
で教示した際の各ロボットアーム関節角からロボットア
ームの先端位置を一義的に求める方程式を解くので、ロ
ボット先端を１点の校正点に誤差無く位置付ける必要が
あった。
（本発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特開昭58−160086号公報で示す、ロボ
ットアームの先端を１点に完全に一致させた状態で、ロ
ボットアームを複数個の姿勢をなすように教示すること
は、厳密には不可能であり、現実には、少しずつ異なっ
た位置を教示していることになる。この時の誤差をテイ
ーチング誤差と呼び、従来技術においては、テイーチン
グ誤差の吸収は困難であった。同公報では、未知パラメ
ータであるロボットの定数の誤差である未知数を求める
ために、必要最低限の測定データから作られる連立方程
式だけから解いており、測定データの数を増やして精度
を上げることが出来ないので、テイーチング誤差が未知
パラメータの補正結果に大きく影響し、正確な補正が出
来ないという欠点があった。同公報では、このような欠
点を補うために、精密な位置測定用の特別な装置を用
い、長時間の調整測定を必要とし、実用的ではなかっ
た。しかもこの方法では、パラメータの推定精度がテイ
ーチング誤差と位置測定用の特別な装置の精度に大きく
依存しており、これらの限界精度以上にパラメータの推
定精度を上げることが出来ないという欠点があった。か
のことは、特開昭58−160086号公報と同一発明者／出願
人になる特開昭60−69706号公報第２頁左下欄11行目乃
至右下欄７行目で「本願発明者等は、特願昭57−43778
〔特開昭58−160086号〕「ロボットアーム座標決定法」
において、ロボット先端をある校正点に位置付けし、そ
の位置における複数組の姿勢情報から関節原点を決定す
る方法を構築している。この方法では、上記校正点の位
置を測定する必要はない。しかし、ロボット先端を１点
の校正点に位置付けするときに、計測誤差が含まれる
と、この未知誤差の影響が、例えば数十倍に増幅されて
しまうおそれがある。この原因として、位置付けされた
点の空間上の位置を補正計算で用いていないために、繰
返し計算の途中で数値のつじつまを合わせて、真の校正
点の位置が少し移動してしまうことが挙げられる。も
し、ロボットに絶対直交座標系の空間上における校正点
の位置を、事前に設定し、その位置を補正計算で用いる
ことができれば、計測誤差の影響を少なくすることがで
きる。」と記載されていることからも明らかである。
ットアームの先端を１点に完全に一致させた状態で、ロ
ボットアームを複数個の姿勢をなすように教示すること
は、厳密には不可能であり、現実には、少しずつ異なっ
た位置を教示していることになる。この時の誤差をテイ
ーチング誤差と呼び、従来技術においては、テイーチン
グ誤差の吸収は困難であった。同公報では、未知パラメ
ータであるロボットの定数の誤差である未知数を求める
ために、必要最低限の測定データから作られる連立方程
式だけから解いており、測定データの数を増やして精度
を上げることが出来ないので、テイーチング誤差が未知
パラメータの補正結果に大きく影響し、正確な補正が出
来ないという欠点があった。同公報では、このような欠
点を補うために、精密な位置測定用の特別な装置を用
い、長時間の調整測定を必要とし、実用的ではなかっ
た。しかもこの方法では、パラメータの推定精度がテイ
ーチング誤差と位置測定用の特別な装置の精度に大きく
依存しており、これらの限界精度以上にパラメータの推
定精度を上げることが出来ないという欠点があった。か
のことは、特開昭58−160086号公報と同一発明者／出願
人になる特開昭60−69706号公報第２頁左下欄11行目乃
至右下欄７行目で「本願発明者等は、特願昭57−43778
〔特開昭58−160086号〕「ロボットアーム座標決定法」
において、ロボット先端をある校正点に位置付けし、そ
の位置における複数組の姿勢情報から関節原点を決定す
る方法を構築している。この方法では、上記校正点の位
置を測定する必要はない。しかし、ロボット先端を１点
の校正点に位置付けするときに、計測誤差が含まれる
と、この未知誤差の影響が、例えば数十倍に増幅されて
しまうおそれがある。この原因として、位置付けされた
点の空間上の位置を補正計算で用いていないために、繰
返し計算の途中で数値のつじつまを合わせて、真の校正
点の位置が少し移動してしまうことが挙げられる。も
し、ロボットに絶対直交座標系の空間上における校正点
の位置を、事前に設定し、その位置を補正計算で用いる
ことができれば、計測誤差の影響を少なくすることがで
きる。」と記載されていることからも明らかである。
本発明の目的は、特別な計測器等を必要とせず、簡単
でかつ、自動的に、定数およびツールオフセットの誤差
を正確に補正することのできる方法を提供することであ
る。さらに、オフラインティーチングによって教示され
たプログラムを、正確に再生するために必要な精度を確
保することも目的とする。
でかつ、自動的に、定数およびツールオフセットの誤差
を正確に補正することのできる方法を提供することであ
る。さらに、オフラインティーチングによって教示され
たプログラムを、正確に再生するために必要な精度を確
保することも目的とする。
（問題点を解決するための手段） このため本発明は、コンピューターと所望のプログラ
ムを記憶したメモリを有する制御装置を備え、かつｎ
（正の整数）個の関節軸の自由度を有し、教示装置を介
して教示したとき各軸の角度を検出するｎ個の位置検出
器を有する多関節ロボットの手首にツールを取り付けて
なるロボットの定数の設定誤差およびツールオフセット
の設定誤差の自動補正方法であって、 ３次元空間の任意の１点を前記ロボットのツール先端
で複数の姿勢でかつ測定器を使用することなく教示装置
を介して教示したときの複数の姿勢毎の各軸の角度デー
タと、 該各軸の角度データから算出される複数の姿勢毎のツ
ール先端の座標（xi、yi、zi）に基づいて、ツール先端
位置の座標を求めるための算出式のパラメータである各
軸の定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差
を計算する計算プログラムと、 前記コンピユーターに内蔵され前記位置検出器の出力
を受けて前記計算プログラムを実行し、前記各軸の定数
の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差を算出す
る演算装置と、 算出された設定誤差より前記定数およびツールオフセ
ットの補正を行う補正出力回路と、を有し、 前記計算プログラムでは、前記複数の姿勢毎のツール
先端の座標（xi、yi、zi）と計算プログラム内での計算
で求められる前記３次元空間の任意の１点である教示点
の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）として、該座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
と前記複数の姿勢毎のツール先端の座標（xi、yi、zi）
との誤差（rxi＝Ｘ−xi、ryi＝Ｙ−yi、zyi＝Ｚ−zi）
に関して、該誤差の２乗和が最小になる値を前記各軸の
定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差とし
て算出するようにしたことを特徴とするロボット定数の
自動補正方法としたものである。
ムを記憶したメモリを有する制御装置を備え、かつｎ
（正の整数）個の関節軸の自由度を有し、教示装置を介
して教示したとき各軸の角度を検出するｎ個の位置検出
器を有する多関節ロボットの手首にツールを取り付けて
なるロボットの定数の設定誤差およびツールオフセット
の設定誤差の自動補正方法であって、 ３次元空間の任意の１点を前記ロボットのツール先端
で複数の姿勢でかつ測定器を使用することなく教示装置
を介して教示したときの複数の姿勢毎の各軸の角度デー
タと、 該各軸の角度データから算出される複数の姿勢毎のツ
ール先端の座標（xi、yi、zi）に基づいて、ツール先端
位置の座標を求めるための算出式のパラメータである各
軸の定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差
を計算する計算プログラムと、 前記コンピユーターに内蔵され前記位置検出器の出力
を受けて前記計算プログラムを実行し、前記各軸の定数
の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差を算出す
る演算装置と、 算出された設定誤差より前記定数およびツールオフセ
ットの補正を行う補正出力回路と、を有し、 前記計算プログラムでは、前記複数の姿勢毎のツール
先端の座標（xi、yi、zi）と計算プログラム内での計算
で求められる前記３次元空間の任意の１点である教示点
の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）として、該座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
と前記複数の姿勢毎のツール先端の座標（xi、yi、zi）
との誤差（rxi＝Ｘ−xi、ryi＝Ｙ−yi、zyi＝Ｚ−zi）
に関して、該誤差の２乗和が最小になる値を前記各軸の
定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差とし
て算出するようにしたことを特徴とするロボット定数の
自動補正方法としたものである。
（作用） 本発明によると、前記ロボットにより３次元空間の任
意の１点を複数の姿勢で教示することによって得られる
ツール先端座標をもとに、前記ロボットが補間動作を行
うために必要な各軸の定数の設定誤差およびツールオフ
セットの設定誤差を前記プログラムにより計算して自動
的に補正されることができる。
意の１点を複数の姿勢で教示することによって得られる
ツール先端座標をもとに、前記ロボットが補間動作を行
うために必要な各軸の定数の設定誤差およびツールオフ
セットの設定誤差を前記プログラムにより計算して自動
的に補正されることができる。
（実 施 例） 本方法の実施例を第１図から第４図により示す。ま
ず、定数およびツールオフセットについて、第２図によ
り説明する。ロボット１の各軸の位置データは、エンコ
ーダ等の位置検出器２の出力のため、この値が、度また
は、ラジアン値でわかる必要がある。定数とは第２図に
示すようにロボット１の位置検出器２の値から角度を計
算するのに必要な基準位置を示すものである。一方、ツ
ールオフセットとは、ロボットの手首に取り付けたツー
ル３先端４の手首座標系における座標値（X1,Y1,Z1）で
ある。
ず、定数およびツールオフセットについて、第２図によ
り説明する。ロボット１の各軸の位置データは、エンコ
ーダ等の位置検出器２の出力のため、この値が、度また
は、ラジアン値でわかる必要がある。定数とは第２図に
示すようにロボット１の位置検出器２の値から角度を計
算するのに必要な基準位置を示すものである。一方、ツ
ールオフセットとは、ロボットの手首に取り付けたツー
ル３先端４の手首座標系における座標値（X1,Y1,Z1）で
ある。
さて、ロボット１の手首に取り付けたツール３先端４
座標は、前記定数およびツールオフセットおよびロボッ
トの姿勢をパラメータとして算出することができる。多
関節ロボットでは、第３図に示すように、空間の１点を
複数の姿勢で教示することが可能である。本方法は、教
示点即ち前記３次元空間の１点の座標（X,Y,Z）と、種
々の姿勢で算出されるツール先端の座標（xi,yi,zi）と
の誤差rxi＝Ｘ−xi,ryi＝Ｙ−yi,zyi＝Ｚ−ziを打ち消
すように、ツール先端を求める算出式のパラメータであ
る定数およびツールオフセットの誤差を推定し、正確な
値に修正することを特徴とするものである。
座標は、前記定数およびツールオフセットおよびロボッ
トの姿勢をパラメータとして算出することができる。多
関節ロボットでは、第３図に示すように、空間の１点を
複数の姿勢で教示することが可能である。本方法は、教
示点即ち前記３次元空間の１点の座標（X,Y,Z）と、種
々の姿勢で算出されるツール先端の座標（xi,yi,zi）と
の誤差rxi＝Ｘ−xi,ryi＝Ｙ−yi,zyi＝Ｚ−ziを打ち消
すように、ツール先端を求める算出式のパラメータであ
る定数およびツールオフセットの誤差を推定し、正確な
値に修正することを特徴とするものである。
以下、この方法の概略を述べる。
ロボットの手首に取り付けたツール先端座標（x,y,
z）は と表わすことができる。ただし、θはθ＝（θ1,θ2,
…，θｎ）でθ１軸からθｎ軸の角度を表わしており、
C1,C2,…,Cmはθ1,…，θｎ軸の零点を表わす定数およ
びツールオフセットｍ＝ｎ＋３である。また、fx,fy,fz
は、ツールの先端座標（x,y,z）がとC1,C2,…,Cmの関
数であることを表わしている。
z）は と表わすことができる。ただし、θはθ＝（θ1,θ2,
…，θｎ）でθ１軸からθｎ軸の角度を表わしており、
C1,C2,…,Cmはθ1,…，θｎ軸の零点を表わす定数およ
びツールオフセットｍ＝ｎ＋３である。また、fx,fy,fz
は、ツールの先端座標（x,y,z）がとC1,C2,…,Cmの関
数であることを表わしている。
ロボットの動作エリア内の任意の１点を予め定めてお
きこの点を教示点と呼ぶ。
きこの点を教示点と呼ぶ。
この点にロボットのツール先端が一致するように複数
の姿勢で教示することにより、それぞれの姿勢θｉに対
応して（１）式よりツールの先端座標を得ることができ
る。今、教示点の座標値が（X,Y,Z）であるとするなら
ば、座標（X,Y,Z）と（１）式より求まる座標（xi,yi,z
i）との誤差rxi,ryi,rziは次のようになる。
の姿勢で教示することにより、それぞれの姿勢θｉに対
応して（１）式よりツールの先端座標を得ることができ
る。今、教示点の座標値が（X,Y,Z）であるとするなら
ば、座標（X,Y,Z）と（１）式より求まる座標（xi,yi,z
i）との誤差rxi,ryi,rziは次のようになる。
以下、この誤差を打ち消す方法について述べる。
まず、（１）式をティラー展開し、１次の項までと
る。２次以降の項は、微少であるので無視できる。
る。２次以降の項は、微少であるので無視できる。
ただし、f1x,…,fmx,f1y,…,fmy,f1z,…,fmzは偏微分
係数、C1 0,C2 0,…,Cm 0は定数の初期設定値およびツール
オフセットの初期設定値、ΔC1,ΔC2,…，ΔCmは、C1 0,
C2 0,…,Cm 0の誤差である。（２）式は次のように表わす
ことができる。
係数、C1 0,C2 0,…,Cm 0は定数の初期設定値およびツール
オフセットの初期設定値、ΔC1,ΔC2,…，ΔCmは、C1 0,
C2 0,…,Cm 0の誤差である。（２）式は次のように表わす
ことができる。
次に、この誤差rxi,ryi,rziの２乗和Ｒを最小にする
ようなΔCkをCk 0から推定する。
ようなΔCkをCk 0から推定する。
ただし、Ｎは、教示した姿勢の数である。Ｒが最小値
をとる条件は が同時に成り立つときである。すなわち、 が得られる。これを整理すると と行列を用いて表わすことができる。ただし、〔Ｍ〕は
（４）式を整理して得られる行列である。（５）式は、
（ｍ＋３）次元連立一次方程式であり、これを解くと教
示点の座標値X,Y,Zと同時に初期設定定数とツールオフ
セットの設定誤差ΔC1,ΔC2,…，ΔCmを得る。したがっ
て、初期設定定数は Cx＝Ck 0＋ΔCk と補正される。
をとる条件は が同時に成り立つときである。すなわち、 が得られる。これを整理すると と行列を用いて表わすことができる。ただし、〔Ｍ〕は
（４）式を整理して得られる行列である。（５）式は、
（ｍ＋３）次元連立一次方程式であり、これを解くと教
示点の座標値X,Y,Zと同時に初期設定定数とツールオフ
セットの設定誤差ΔC1,ΔC2,…，ΔCmを得る。したがっ
て、初期設定定数は Cx＝Ck 0＋ΔCk と補正される。
（本発明の作用効果） 前記方法に基づいた実施例により本発明の作用効果を
説明すると、第１図に示すように、５軸関節形のロボッ
ト１に、使用目的に応じたツール３を取り付ける。次に
第３図に示すように予め定めた１点にツール３先端４が
一致するように、ロボット１を教示装置７を介して教示
する。この時の各軸の姿勢は、制御装置５内の記憶装置
６内に記憶される。複数回異なる姿勢でかつ測定器を使
用することなく、同一点を教示する操作を繰り返す。次
に、定数とツールオフセットを補正するプログラムを実
行すると、各軸の姿勢、初期設定定数およびツールオフ
セットから、自動的に定数とツールオフセットは、正確
な値に補正される。なお、この操作は、１度行えばツー
ルを交換しないかぎり再度行う必要は無い。
説明すると、第１図に示すように、５軸関節形のロボッ
ト１に、使用目的に応じたツール３を取り付ける。次に
第３図に示すように予め定めた１点にツール３先端４が
一致するように、ロボット１を教示装置７を介して教示
する。この時の各軸の姿勢は、制御装置５内の記憶装置
６内に記憶される。複数回異なる姿勢でかつ測定器を使
用することなく、同一点を教示する操作を繰り返す。次
に、定数とツールオフセットを補正するプログラムを実
行すると、各軸の姿勢、初期設定定数およびツールオフ
セットから、自動的に定数とツールオフセットは、正確
な値に補正される。なお、この操作は、１度行えばツー
ルを交換しないかぎり再度行う必要は無い。
パラメータの真値を求めるために、予め与えられた関
係式から求めた値と実際の値との差の２乗和を最小にす
る計算方法自体は知られているが、例えば特開昭58−16
0086号公報で示すロボット定数の自動補正方法で示すよ
うに、従来の方法では、教示点の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
と、複数の姿勢で算出される座標（xi,yi,zi）との誤差
（rxi＝Ｘ−xi、ryi＝Ｙ−yi、zyi＝Ｚ−zi）の２乗和
を最小にするように、ツール先端を求める算出式のパラ
メータである各軸の定数の設定誤差およびツールオフセ
ットの設定誤差を計算する計算プログラムを有しなかっ
たので、必要最低限の測定データから作られる連立方程
式だけから解いており、測定データの数を増やして精度
を上げることが出来ないので、テイーチング誤差が未知
パラメータの補正結果に大きく影響し、正確な補正が出
来なく、かつこのような欠点を補うために、精密な位置
測定用の特別な装置を用い、長時間の調整測定を必要と
するなどの問題点があったが、本発明では、かかる計算
プログラムを有するので、テイーチング誤差を最小限に
抑えるための精密な位置測定用の特別な装置を必要とし
ないのみならず、テイーチング姿勢の数を増やし、測定
データから作られる連立方程式の数を増やして精度を上
げることが出来るので、テイーチング誤差が及ぼす悪影
響や、テーラー展開を１次近似したことによる誤差まで
も、大幅に減少することができ、パラメータの推定精度
を実用上十分なレベルまで上げることが可能となった。
さらにテイーチング姿勢を適切に選ぶことにより、テイ
ーチング誤差に起因するロボットの定数およびツールオ
フセットの誤差を零にすることも可能となった。
係式から求めた値と実際の値との差の２乗和を最小にす
る計算方法自体は知られているが、例えば特開昭58−16
0086号公報で示すロボット定数の自動補正方法で示すよ
うに、従来の方法では、教示点の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
と、複数の姿勢で算出される座標（xi,yi,zi）との誤差
（rxi＝Ｘ−xi、ryi＝Ｙ−yi、zyi＝Ｚ−zi）の２乗和
を最小にするように、ツール先端を求める算出式のパラ
メータである各軸の定数の設定誤差およびツールオフセ
ットの設定誤差を計算する計算プログラムを有しなかっ
たので、必要最低限の測定データから作られる連立方程
式だけから解いており、測定データの数を増やして精度
を上げることが出来ないので、テイーチング誤差が未知
パラメータの補正結果に大きく影響し、正確な補正が出
来なく、かつこのような欠点を補うために、精密な位置
測定用の特別な装置を用い、長時間の調整測定を必要と
するなどの問題点があったが、本発明では、かかる計算
プログラムを有するので、テイーチング誤差を最小限に
抑えるための精密な位置測定用の特別な装置を必要とし
ないのみならず、テイーチング姿勢の数を増やし、測定
データから作られる連立方程式の数を増やして精度を上
げることが出来るので、テイーチング誤差が及ぼす悪影
響や、テーラー展開を１次近似したことによる誤差まで
も、大幅に減少することができ、パラメータの推定精度
を実用上十分なレベルまで上げることが可能となった。
さらにテイーチング姿勢を適切に選ぶことにより、テイ
ーチング誤差に起因するロボットの定数およびツールオ
フセットの誤差を零にすることも可能となった。
このように、本方法を５軸ロボットに適用したところ
これまで困難であった定数およびツールオフセットの設
定作業は、簡単迅速にかつ高精度に行うことが可能とな
った。またツール先端の座標が高精度で得られるため、
CAD（Computer Aided Design）によるオフラインティー
チングへの適用も高精度に行えるようになった。
これまで困難であった定数およびツールオフセットの設
定作業は、簡単迅速にかつ高精度に行うことが可能とな
った。またツール先端の座標が高精度で得られるため、
CAD（Computer Aided Design）によるオフラインティー
チングへの適用も高精度に行えるようになった。
第１図は本発明の実施例のハードウエハを示す概略図、
第２図は第１図のロボット定数とツールオフセットの説
明図、第３図は第２図に示すロボットが１点の姿勢で教
示した状態を示す説明図、第４図は本発明の装置の作動
を示すブロック図である。 １……ロボット、２……位置検出器 ３……ツール、４……先端 ５……制御装置、６……メモリ ７……教示装置
第２図は第１図のロボット定数とツールオフセットの説
明図、第３図は第２図に示すロボットが１点の姿勢で教
示した状態を示す説明図、第４図は本発明の装置の作動
を示すブロック図である。 １……ロボット、２……位置検出器 ３……ツール、４……先端 ５……制御装置、６……メモリ ７……教示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−160086（ＪＰ，Ａ) 「自動制御ハンドブック基礎編」、社 団法人計測自動制御学会、昭和58年10月 30日、株式会社オーム社発行 Ｐ．216 〜217
Claims (1)
- 【請求項１】コンピーターと所望のプログラムを記憶し
たメモリを有する制御装置を備え、かつｎ（正の整数）
個の関節軸の自由度を有し、教示装置を介して教示した
とき各軸の角度を検出するｎ個の位置検出器を有する多
関節ロボットの手首にツールを取り付けてなるロボット
の定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差の
自動補正方法であって、 ３次元空間の任意の１点を前記ロボットのツール先端で
複数の姿勢でかつ測定器を使用することなく教示装置を
介して教示したときの複数の姿勢毎の各軸の角度データ
と、 該各軸の角度データから算出される複数の姿勢毎のツー
ル先端の座標（xi、yi、zi）に基づいて、ツール先端位
置の座標を求めるための算出式のパラメータである各軸
の定数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差を
計算する計算プログラムと、 前記コンピューターに内蔵され前記位置検出器の出力を
受けて前記計算プログラムを実行し、前記各軸の定数の
設定誤差およびツールオフセットの設定誤差を算出する
演算装置と、 算出された設定誤差より前記定数およびツールオフセッ
トの補正を行う補正出力回路と、を有し、 前記計算プログラムでは、前記複数の姿勢毎のツール先
端の座標（xi、yi、zi）と計算プログラム内での計算で
求められる前記３次元空間の任意の１点である教示点の
座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）として、該座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と
前記複数の姿勢毎のツール先端の座標（xi、yi、zi）と
の誤差（rxi＝Ｘ−xi、ryi＝Ｙ−yi、zyi＝Ｚ−zi）に
関して、該誤差の２乗和が最小になる値を前記各軸の定
数の設定誤差およびツールオフセットの設定誤差として
算出するようにしたことを特徴とするロボット定数の自
動補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254068A JP2640339B2 (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ロボット定数の自動補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254068A JP2640339B2 (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ロボット定数の自動補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133409A JPS61133409A (ja) | 1986-06-20 |
| JP2640339B2 true JP2640339B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=17259770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59254068A Expired - Lifetime JP2640339B2 (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | ロボット定数の自動補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640339B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369993B2 (en) | 2008-12-18 | 2013-02-05 | Denso Wave Incorporated | Method and apparatus for calibrating position and attitude of arm tip of robot |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08384B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1996-01-10 | ファナック株式会社 | ツール先端点の自動設定方式 |
| JP2975368B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1999-11-10 | 株式会社日立製作所 | ロボットにおける芯ずれ補正方法及び同装置 |
| JPH01312607A (ja) * | 1988-06-10 | 1989-12-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | ロボットのずれ量検出方法 |
| JPH02262982A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Fanuc Ltd | ツールセンタポイントの設定方法 |
| JP2520324B2 (ja) * | 1990-09-20 | 1996-07-31 | 株式会社不二越 | ロボット定数の自動補正方法 |
| JP4267005B2 (ja) | 2006-07-03 | 2009-05-27 | ファナック株式会社 | 計測装置及びキャリブレーション方法 |
| CN111091480B (zh) * | 2020-01-06 | 2023-08-04 | 中交四航局江门航通船业有限公司 | 一种浇筑设备的定位方法 |
| JP7181436B1 (ja) * | 2022-07-19 | 2022-11-30 | 株式会社神戸製鋼所 | ロボットの制御方法、およびロボットの制御装置 |
| CN116494254B (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-25 | 佛山隆深机器人有限公司 | 工业机器人位置校正方法和工业机器人 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58160086A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-22 | 富士通株式会社 | ロボツトア−ム座標決定法 |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP59254068A patent/JP2640339B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「自動制御ハンドブック基礎編」、社団法人計測自動制御学会、昭和５８年１０月３０日、株式会社オーム社発行 Ｐ．２１６〜２１７ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369993B2 (en) | 2008-12-18 | 2013-02-05 | Denso Wave Incorporated | Method and apparatus for calibrating position and attitude of arm tip of robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61133409A (ja) | 1986-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6941192B2 (en) | Robot machining tool position and orientation calibration | |
| US7131207B2 (en) | Workpiece inspection method | |
| US20180021955A1 (en) | Robot zero-point calibration device and method | |
| US5910719A (en) | Tool center point calibration for spot welding guns | |
| JP2651251B2 (ja) | スカラ型ロボットの機構誤差補正方法 | |
| US5220261A (en) | Method of calibrating highly precise robots | |
| JPH05216514A (ja) | 重力ベクトルに対するロボットアームジョイントの位置の較正方法 | |
| JP2012040634A (ja) | 力制御ロボットのキャリブレーション装置と方法 | |
| JP4302830B2 (ja) | ロボットのキャリブレーション方法及び装置 | |
| JP2640339B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| US11554494B2 (en) | Device for acquiring a position and orientation of an end effector of a robot | |
| KR20080088165A (ko) | 로봇 캘리브레이션 방법 | |
| JP2002532268A (ja) | ロボット・ツールのセル整列、識別、および較正のための方法 | |
| JP3096875B2 (ja) | ロボットアーム長さの補正装置 | |
| WO2020184575A1 (ja) | 計測システム及び計測方法 | |
| JPH012104A (ja) | ロボットの位置決め誤差補正方法 | |
| KR20190102442A (ko) | 4축 공작기계의 기하학적 오차 측정 방법 | |
| JPH0774964B2 (ja) | ロボットの位置決め誤差補正方法 | |
| JP2520324B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| JPH01153907A (ja) | 画像処理装置を利用した視覚センサ姿勢補正方式 | |
| JP2000094370A (ja) | ロボットの作業表面の傾き測定方法およびその測定装置 | |
| JPH0731536B2 (ja) | 教示デ−タ補正ロボツト | |
| JPH0561648B2 (ja) | ||
| JPH04259007A (ja) | ロボットの機差補正方法 | |
| KR20110123942A (ko) | 디지털 수평계를 이용한 수직다관절 로봇의 캘리브레이션 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |