JP2760934B2 - 多関節型ロボットの原点校正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多関節型ロボットのア
ームの原点校正方法に関し、特に２つのアームの回転位
置の関係を高精度に設定するための原点校正方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多関節型のロボットにおいてアームの原
点出し（各アームが真っ直ぐになる様に位置出しするこ
と）を行うことは、ロボットの位置決め精度の低下を防
止するために極めて重要であり、従来より様々な方法が
試みられている。例えば、特開平１−１９３１９０号公
報には、水平多関節ロボットの第１腕と第２腕の原点校
正方法が開示されている。この原点校正方法は、図１１
に示す様に、ロボットの第２腕の先端に丸棒を設け、ロ
ボットの動作範囲内に設定された基準点にこの丸棒の中
心を一致させた状態で、第１腕と第２腕を右手系と左手
系とに移動させ、そのときの第１腕と第２腕のなす角θ
1 とθ2 とをそれぞれの腕に取り付けられたエンコーダ
の値より求めるものである。そして、これらの角度θ1
とθ2 の値からθ＝（θ1 ＋θ2 ）／２を求め、この角
度を第２腕が第１腕に対して真っ直ぐになる角度、すな
わち原点とするものである。

【０００３】また、実開平１−１４３３７７号公報に
は、同じく水平多関節ロボットの第１腕と第２腕の原点
校正方法が開示されている。この方法においては、第１
腕上に、第１腕の回転中心軸と第２腕の回転中心軸を結
ぶ直線上に位置する１つの基準穴が設けられており、ま
た、第２腕上に、第２腕の回転中心軸と第２腕の先端に
取り付けられるハンドの回転中心軸とを結ぶ直線上に位
置する２つの基準穴が設けられている。そして、原点校
正治具として、上記の３つの基準穴に夫々挿入される３
本のピンが一直線上に並んで取り付けられたバー状の治
具を用意しておき、この３本のピンを、第１腕及び第２
腕の３つの基準穴に同時に挿入し、第１腕と第２腕を一
直線状になしてその位置を原点とするものである。第２
腕の２つの基準穴の内径は、校正治具のピンに嵌合する
寸法に設定されており、第１腕の基準穴の内径は、校正
治具のピンの外径よりもやや大きい寸法に設定されてい
る。そして、第１腕の基準穴においては、ゼロマスター
でのダイヤルゲージの示す値を見ておき、校正治具のピ
ンが基準穴の中心にくる様にアームを移動させるもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例のうち前者のものにおいては以下の様な問題点が
あった。 （１）第２腕の先端に取り付ける丸棒等の中心軸は、第
２腕の先端に取り付けられるハンド等の回転軸と正確に
一致している必要があり、ロボットにこのように高精度
に位置合わせをして丸棒を取り付けることは手間がかか
り、ロボットのコストが高くなる。 （２）第２腕の先端の丸棒等をある基準点に高精度に位
置決めすることが難しい。 （３）ロボットの腕の駆動系には減速機が使用されてお
り、減速機は僅かながらバックラッシュ及びロストモー
ションを有している。そのため、第２腕先端の丸棒等を
基準点に合わせる時の第２腕の移動方向により、バック
ラッシュ、ロストモーションが一定せず、原点校正の誤
差となる。

【０００５】また、上記の従来例のうち後者のものにお
いては以下の様な問題点がある。 （１）ロボットに校正治具をセットするとき、第２腕を
どちらの方向から移動させるかにより、減速機の持つバ
ックラッシュ、ロストモーションが一定せず、原点校正
の誤差となる。 （２）ロボットの第１腕及び第２腕に高精度な寸法精度
の穴を形成する必要があると共に、高精度な校正治具及
びゼロマスターを準備する必要があり、高価となる。

【０００６】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、精度良く
且つ安価に多関節ロボットの原点位置を校正することが
できる様な、多関節型ロボットの原点校正方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の多関節型ロボットの原点
校正方法は、第１の点を支点として第１の平面内で回動
可能に支持された第１の腕と、該第１の腕に前記第１の
点と第１の所定距離を離間した第２の点を支点として前
記第１の平面と平行な第２の平面内で回動可能に支持さ
れた第２の腕と、該第２の腕上に位置するところの前記
第２の点と第２の所定距離を離間した第３の点とを有す
る多関節型ロボットにおいて、前記第１の点と前記第２
の点と前記第３の点が一直線上に並ぶ前記多関節型ロボ
ットの原点位置を規定するための、多関節型ロボットの
原点校正方法であって、前記第１の点と前記第２の点を
結ぶ直線と、前記第２の点と前記第３の点を結ぶ直線と
がある一定の角度をなす位置である初期位置に前記第１
の腕と前記第２の腕を位置決めする第１の工程と、前記
初期位置から前記第２の腕を前記第２の点を支点として
前記第１の腕に対して回動させ、前記第１の腕の一側面
と前記第２の腕の一側面とが劣角をなす状態において、
前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線上に位置する第
４の点と、前記第２の点と前記第３の点を結ぶ直線上に
位置する第５の点との距離が所定の距離となるまでの前
記第２の腕の前記初期位置からの回動角θ1 を計測する
第２の工程と、前記初期位置から前記第２の腕を前記第
２の点を支点として前記第１の腕に対して回動させ、前
記第１の腕の他側面と前記第２の腕の他側面が劣角をな
す状態において、前記第４の点と前記第５の点との距離
が前記所定の距離となるまでの前記第２の腕の前記初期
位置からの回動角θ2 を計測する第３の工程と、前記初
期位置から前記第２の腕を、前記第２の点を支点として
前記第１の腕に対して角度θ＝（θ1 ＋θ2 ）／２だけ
回動させた位置を原点位置とする第４の工程とを具備す
ることを特徴としている。

【０００８】また、この発明に係わる多関節型ロボット
の原点校正方法において、前記第１の腕は前記第４の点
を中心とする第１の穴を有すると共に前記第２の腕は前
記第５の点を中心とする第２の穴を有し、前記第１の穴
と前記第２の穴に、校正治具上に互いに離間して配置さ
れた２本のピンを夫々挿入することにより、前記第４の
点と前記第５の点が前記所定の距離だけ離れた状態に規
定されることを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる多関節型ロボット
の原点校正方法において、前記第１及び第２の穴の直径
は、前記２本のピンの外径よりも大きく設定されている
ことを特徴としている。また、この発明に係わる多関節
型ロボットの原点校正方法において、前記校正治具は、
前記２本のピン間の距離を可変でき、且つ該２本のピン
間の距離を検出できる様に構成されていることを特徴と
している。

【００１０】また、この発明に係わる多関節型ロボット
の原点校正方法において、前記校正治具は、前記２本の
ピンを互いに離れる方向に付勢する付勢手段を備えるこ
とを特徴としている。また、この発明に係わる多関節型
ロボットの原点校正方法において、前記第２の工程と前
記第３の工程において、前記第４の点と前記第５の点と
が前記所定の距離より離れた状態から、前記第２の腕を
前記第１の腕に対して回動させ、前記第４の点と前記第
５の点の距離を前記所定の距離に追い込むことを特徴と
している。

【００１１】

【作用】以上の様に、この発明に係わる多関節型ロボッ
トの原点校正方法は構成されているので、第１の腕の一
側の側面と第２の腕の一側の側面との間の角が劣角とな
る所謂右手系の状態で第１の腕上の第４の点と第２の腕
上の第５の点との距離が所定の距離となるときの第２の
腕の回動角θ1 を求め、また、第１の腕の他側の側面と
第２の腕の他側の側面との間の角が劣角となる所謂左手
系の状態で、第４の点と第５の点との距離が同じ所定の
距離となるときの第２の腕の回動角θ2 を求め、第１の
腕と第２の腕の関係が右手系になる状態と左手系になる
状態との中間の位置であるθ＝（θ1 ＋θ2 ）／２の位
置をロボットの原点とすることにより、ロボットの原点
校正を容易に行うことができる。

【００１２】また、第４の点と第５の点の距離を所定の
距離に設定することは、第１の腕に形成された第４の点
を中心とする第１の穴と第２の腕に形成された第５の点
を中心とする第２の穴とに、校正治具に設けられた２本
のピンを挿入するすることによって行われるが、このと
き、第１の穴及び第２の穴は校正治具の２本のピンに正
確に嵌合する必要がないので、第１及び第２の穴の直径
と２本のピンの外径を高精度に加工する必要がなく、コ
ストの上昇を防止することができる。

【００１３】また、校正治具が２本のピンを互いに離れ
る方向に付勢する付勢手段を有していることにより、右
手系と左手系において第１及び第２の腕が共に離れる方
向に付勢されるので、右手系及び左手系において第１及
び第２の腕を駆動する減速機構のバックラッシュが互い
に反対方向に片寄せされることとなり、これらの中間に
原点を規定することにより、バックラッシュの幅の中央
に原点位置を設定することができ、原点の校正精度が向
上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、一実施例の
原点校正方法が適用される水平多関節ロボットを示す側
面図である。

【００１５】図１において、ロボット１０の基部を構成
する基台１２は略円筒状に形成されており、その下部に
形成されたフランジ部１２ａにより組立装置の架台等に
固定される様になされている。基台１２の上部には、第
１腕１４を駆動するための第１のモータ１６と、この第
１のモータ１６の後端部に接続され、この第１のモータ
１６の回転を検出する第１のエンコーダ１８とが配置さ
れている。第１のモータ１６の回転軸には減速機構２０
を介して第１腕１４の一端部が接続されており、第１腕
１４は、第１のモータ１６が回転することにより減速機
構２０の出力軸を中心に水平面内で回動される。

【００１６】第１腕１４の先端部には、第１腕１４に対
して第２腕２２を回動させるための第２のモータ２４が
配設されている。第２のモータ２４の後端部にはこの第
２のモータ２４の回転を検出する第２のエンコーダ２６
が接続されている。また、第２のモータ２４の回転軸に
は減速機構２８を介して第２腕２２の一端部が接続され
ており、第２腕２２は、第２のモータ２４が回転するこ
とにより減速機構２８の出力軸を中心に水平面内で回動
される。

【００１７】第２腕２２の先端部には、第２腕２２に対
して上下動作及び回転動作されるシャフト３０が配設さ
れており、シャフト３０の下端には、ハンド等が取り付
けられるフランジ部材３２が取り付けられている。な
お、第２腕２２の中間部には、シャフト３０を上下動さ
せる第３のモータ３２及びこのモータ３２に接続された
第３のエンコーダ３４と、シャフト３０を回転動作させ
る第４のモータ３６及びこのモータ３６に接続された第
４のエンコーダ３８とが配設されている。

【００１８】次に、図２は、図１のロボット１０を上方
から見た平面図である。図２において、第１腕１４の中
間部には、第１腕１４の回転中心軸Ｃ１と第２腕２２の
回転中心軸Ｃ２とを結ぶ直線上に、第１の校正穴４０が
形成されている。この第１の校正穴４０は、回転中心軸
Ｃ１とＣ２を結ぶ直線上であればどこに形成されていて
も良い。また、第２腕２２の中間部には、第２腕２２の
回転中心軸Ｃ２とシャフト３０の中心軸Ｃ３とを結ぶ直
線上に、第２の校正穴４２が形成されている。この第２
の校正穴４２も、回転中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３とを結ぶ
直線上であればどこに形成されていても良い。

【００１９】次に図３は、校正治具４４の構造を示した
側断面図である。図３において、校正治具４４は、第１
のプレート４６と第２のプレート４８とが互いに直線ガ
イド５０により接続されて構成されており、これら２枚
のプレートが図中左右方向に相対的にスライドできる様
になされている。直線ガイド５０の両端部にはストッパ
ー５０ａ，５０ｂが取り付けられており、第１のプレー
ト４６と第２のプレート４８とは、これらストッパー５
０ａ，５０ｂの間で規定される範囲内で互いにスライド
することが可能である。第１のプレート４６の先端部に
は、このプレート４６に起立した状態で第１のピン５２
が取り付けられている。また、第２のプレート４８の先
端部には、このプレート４６に起立した状態で第２のピ
ン５４が取り付けられている。

【００２０】第１のプレート４６と第２のプレート４８
との間には、直線ガイド５０のスライド方向に沿って引
っ張りバネ５６が張設されており、第１のプレート４６
と第２のプレート４８とは、これらに取り付けられた第
１のピン５２と第２のピン５４が互いに離れる方向に付
勢されている。また、第２のプレート４８上にはダイヤ
ルゲージ５８が水平に取り付けられており、このダイヤ
ルゲージ５８の測定子５８ａの先端部は第１のプレート
４６の後端部に接触している。従って、第１のプレート
４６と第２のプレート４８の相対的なスライド量をダイ
ヤルゲージ５８で測定することが可能であり、第１のプ
レート４６の寸法と第２のプレート４８の寸法とこのダ
イヤルゲージ５８の読みとから第１のピン５２と第２の
ピン５４の間隔を知ることができる。

【００２１】図４は、図３に示した校正治具４４を上方
から見た図であり、第１のプレート４６と第２のプレー
ト４８は、図示した様に左右に細長い形状に形成されて
いる。次に図５（ａ），（ｂ）は、校正治具４４の実際
の使用方法を示した図である。また、図６は、図５
（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【００２２】図５及び図６に示す様に、校正治具４４
は、その両端部の第１及び第２のピン５２，５４を、第
１腕１４の第１の校正穴４０と第２腕２２の第２の校正
穴４２とに夫々挿入させて使用される。なお、第１及び
第２の校正穴４０，４２は、第１及び第２のピン５２，
５４の外径よりもやや大きい直径に加工されている。こ
こで、図５（ａ）は、第１腕１４の左側面と第２腕２２
の左側面とが劣角をなす所謂右手系の状態を示してお
り、図５（ｂ）は、第１腕１４の右側面と第２腕２２の
右側面とが劣角をなす所謂左手系の状態を示している。
そして、一実施例の原点校正方法は、図５（ａ）に示す
右手系と、図５（ｂ）に示す左手系において、校正治具
４４のダイヤルゲージの読みが同じになる（第１のピン
５２と第２のピン５４の間隔が同じになる）ときの第２
腕２２の回動角を夫々測定し、それらの中間位置を第２
腕２２の原点に設定しようとするものである。

【００２３】また、前述した様に、第１のピン５２と第
２のピン５４が互いに離れる方向に第１のプレート４６
と第２のプレート４８が付勢されているので、図６に示
す様に、第１のピン５２及び第２のピン５４は第１の校
正穴４０と第２の校正穴４２の外側の壁面に当接してい
る。従って、第１腕１４と第２腕２２は、これらの第１
及び第２のピン５２，５４により互いに開く方向に付勢
されることとなり、第２腕２２を駆動する減速機構２８
のバックラッシュが片寄せされることとなる。図５
（ｂ）に示した左手系においても、第１腕１４及び第２
腕２２は互いに開く方向に付勢され、このとき減速機構
２８のバックラッシュは図５（ａ）の右手系の場合とは
逆方向に片寄せされることとなる。

【００２４】次に、図７は、ロボット１０を制御するた
めの制御装置１００の構成を示すブロック図である。図
７において、参照番号１０２は、ロボット１０の全体動
作を制御するＣＰＵを示している。ＣＰＵ１０２には、
外部からオペレータが指令を入力するためのキーボード
１０８及びＣＲＴ１１０が接続されている。また、ＣＰ
Ｕ１０２にはＲＯＭ１０４及びＲＡＭ１０６が接続され
ている。ＲＯＭ１０４には、ロボット１０の制御プログ
ラム、キーボード１０８とＣＲＴ１１０をサポートする
プログラム及び基準位置出しプログラム（基準位置出し
については後述する）が記憶されている。ＲＡＭ１０６
は、バッテリーによりバックアップされており、ロボッ
トの動作プログラム、ロボットの動作ポイントデータ、
原点の校正値θ（校正値θについては後述する）等が記
憶されている。また、ロボット１０の第１乃至第４のモ
ータ１６，２４，３２，３６及び第１乃至第４のエンコ
ーダ１８，２６，３４，３８は、夫々第１乃至第４のモ
ータの制御部１１２，１１４，１１６，１１８とエンコ
ーダのパルス数をカウントするカウンタ１２０，１２
２，１２４，１２６とを介して、ＣＰＵ１０２に接続さ
れている。

【００２５】次に、上記の様に構成されたロボットにお
いて、原点校正を行う手順について説明する。図８は、
原点校正を行う手順を模式的に示した図であり、図９は
その手順を示すフローチャートである。まず、ロボット
１０の電源をＯＮ状態とし、第１腕１４と第２腕２２が
第１及び第２のモータ１６，２４で駆動され、第２腕２
２の回転角を第２のエンコーダ２６で検出可能な状態と
する。

【００２６】次に、ステツプＳ２において、第２腕２２
の基準位置出しが行われる。ロボットが組み上がった時
点においては、第１腕１４と第２腕２２の位置関係が全
くわかっていないので、原点校正動作に先立ってこの基
準位置出しが行われる。具体的には、前述した様に第２
のモータ２４には第２のエンコーダ２６が備えられてお
り、この第２のエンコーダ２６により第２のモータ２４
の回転角、すなわち第２腕２２の回動角が検出される。
第２のエンコーダ２６にはＡ相とＢ相とＣ相が存在す
る。Ａ相は例えば第２のモータ２４が１回転する間に１
０００パルスの方形波を発する様になされている。また
Ｂ相は、Ａ相と同様に第２のモータ２４が１回転する間
に１０００パルスの方形波を発する様になされている
が、その方形波の位相はＡ相と１８０度ずれる様に設定
されている。また、Ｃ相は第２のモータ２４が一回転す
る間に１パルスの方形波を発する。ロボット１０が組み
上がった時点での基準位置とは、第１腕１４と第２腕２
２に近接センサーを取り付けておき、第２腕２２を回動
させていったときにこの近接センサーがＯＮになった後
に初めてＣ層のパルスが出力される位置である。従っ
て、第２腕２２の基準位置は、近接センサーの取付位置
とモータの取付位置によって決まり、例えば、図８にＢ
で示した様な位置となる。

【００２７】次に、ステツプＳ４において、第１腕１４
を固定して第２腕２２を回動させ、第１腕１４及び第２
腕２２が図８にＣで示した様に右手系になり、且つ校正
治具４４の両端のピン５２，５４が第１腕１４の第１の
校正穴４０と第２腕２２の第２の校正穴４２に挿入可能
な位置まで第２腕２２を移動させる。次にステツプＳ６
〜ステツプＳ１０において、第２腕２２を反時計回転方
向に１パルスずつ回動させ、校正治具４４のダイヤルゲ
ージ５８が０を示す位置まで移動させる。そしてこのと
きの第２のエンコーダ２６の値を読み取り、この値から
第２腕２２の回動角を算出し、この値をθ1 とする。こ
の工程においては、第１腕１４と第２腕２２は互いに開
く方向に校正治具４４により付勢されているので、第２
腕２２の減速機構２８のバックラッシュは常に第２腕２
２が時計回転方向に回動する方向に片寄せられている。
従って、第２腕２２を反時計回転方向に回動させなが
ら、ダイヤルゲージ５８が０を示す様に追い込んでいく
ことにより減速機構２８のバックラッシュが完全に時計
回転方向に片寄せされたままの状態で第２腕２２の回動
角θ1 が計測されることとなる。

【００２８】次にステツプＳ１２において、第１腕１４
と第２腕２２が図８にＤで示した様に左手系になる様に
第２腕２２を回動させる。そして、ステツプＳ１４〜ス
テツプＳ１８において、校正治具４４を第１腕１４と第
２腕２２に装着し、右手系の場合とは逆に第２腕２２を
時計回転方向に１パルスずつ回動させ、校正治具４４の
ダイヤルゲージ５８が０を示す位置まで移動させる。そ
してこのときの第２のエンコーダ２６の値を読み取り、
この値から第２腕２２の回動角を算出し、この値をθ2
とする。この工程においては、第１腕１４と第２腕２２
は互いに開く方向に校正治具４４により付勢されている
ので、第２腕２２の減速機構２８のバックラッシュは常
に第２腕２２が反時計回転方向に回動する方向に片寄せ
られている。従って、第２腕２２を時計回転方向に回動
させながら、ダイヤルゲージ５８が０を示す様に追い込
んでいくことにより減速機構２８のバックラッシュが完
全に反時計回転方向に片寄せされたままの状態で第２腕
２２の回動角θ2 が計測されることとなる。

【００２９】次にステツプＳ２０において、θ＝（θ1
＋θ2 ）／２を計算して、このθを原点校正値として記
憶する。従って、図８にＢで示した基準位置から、第２
腕２２をθだけ回動することにより、第１腕１４と第２
腕２２がまっすぐとなる原点位置に第２腕２２が位置決
めされることとなる。ここで、原点校正値θの値は、第
１腕１４及び第２腕２２が右手系の場合と左手系の場合
で、減速機構２８のバックラッシュが互いに逆方向に片
寄せられた場合の回動角θ1 とθ2 を平均したものであ
るため、第２腕２２は、原点に位置決めされた状態にお
いては、バックラッシュの幅の中央に位置決めされるこ
ととなる。そのため、原点校正後の実際の動作時におい
ては、第２腕２２のバックラッシュによる位置決め誤差
がバックラッシュの幅の半分となるので位置決め精度が
向上する。

【００３０】以上の様にして、第２腕２２の原点校正動
作が行われる。なお、図１０は、第１腕１４と第２腕２
２の回動角度と長さにより、第２腕の先端位置を直交座
標で表す場合の変換式を示したものであり、実際には、
このように直交座標に直して、第２腕２２の先端に取り
付けられたハンド等が位置決めされる。

【００３１】以上説明した様に、一実施例の原点校正方
法によれば、右手系と左手系で、減速機構のバックラッ
シュを互いに逆方向に付勢し、その中央を原点位置とし
ているので、第２腕の原点校正精度が向上する。また、
校正治具にバネが配置されていることにより、校正治具
のピンがロボットの腕に形成された校正穴に対して、そ
の内壁面に当接する様に付勢されるので、校正治具のピ
ンとロボットの腕の校正穴とを精密に嵌合する様に加工
する必要がなく、ロボット及び校正治具を低コストに抑
えることができる。

【００３２】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能
である。例えば、上記実施例では、ロボットを水平多関
節型として説明したが、垂直多関節型でも良い。また、
ロボットの腕の校正穴と校正治具のピンは、別段嵌合さ
せる必要はないが、嵌合させても良いことは言うまでも
ない。

【００３３】また、第１腕と第２腕に校正穴の代わりに
ピンを設け、校正治具側に校正穴を設ける様にしても良
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の多関節型ロ
ボットの原点校正方法によれば、第１の腕の一側の側面
と第２の腕の一側の側面との間の角が劣角となる所謂右
手系の状態で第１の腕上の第４の点と第２の腕上の第５
の点との距離が所定の距離となるときの第２の腕の回動
角θ1 を求め、また、第１の腕の他側の側面と第２の腕
の他側の側面との間の角が劣角となる所謂左手系の状態
で、第４の点と第５の点との距離が同じ所定の距離とな
るときの第２の腕の回動角θ2 を求め、第１の腕と第２
の腕の関係が右手系になる状態と左手系になる状態との
中間の位置であるθ＝（θ1 ＋θ2 ）／２の位置をロボ
ットの原点とすることにより、ロボットの原点校正を容
易に行うことができる。

【００３５】また、第４の点と第５の点の距離を所定の
距離に設定することは、第１の腕に形成された第４の点
を中心とする第１の穴と第２の腕に形成された第５の点
を中心とする第２の穴とに、校正治具に設けられた２本
のピンを挿入するすることによって行われるが、このと
き、第１の穴及び第２の穴は校正治具の２本のピンに正
確に嵌合する必要がないので、第１及び第２の穴の直径
と２本のピンの外径を高精度に加工する必要がなく、コ
ストの上昇を防止することができる。

【００３６】また、校正治具が２本のピンを互いに離れ
る方向に付勢する付勢手段を有していることにより、右
手系と左手系において第１及び第２の腕が共に離れる方
向に付勢されるので、右手系及び左手系において第１及
び第２の腕を駆動する減速機構のバックラッシュが互い
に反対方向に片寄せされることとなり、これらの中間に
原点を規定することにより、バックラッシュの幅の中央
に原点位置を設定することができ、原点の校正精度が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の原点校正方法が適用される水平多関
節ロボットを示す側面図である。

【図２】図１のロボットを上方から見た平面図である。

【図３】校正治具の構造を示した側断面図である。

【図４】図３に示した校正治具を上方から見た図であ
る。

【図５】次に図５は、校正治具の実際の使用方法を示し
た図である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図である。

【図７】ロボットを制御するための制御装置の構成を示
すブロック図である。

【図８】原点校正を行う手順を模式的に示した図であ
る。

【図９】原点校正を行う手順を示すフローチャートであ
る。

【図１０】第１腕と第２腕の回動角度と長さにより、第
２腕の先端位置を直交座標で表す場合の変換式を示した
図である。

【図１１】従来の原点校正方法を示した図である。

【符号の説明】

１０ ロボット １２ 基台 １４ 第１腕 １６ 第１のモータ １８ 第１のエンコーダ ２０ 減速機構 ２２ 第２腕 ２４ 第２のモータ ２６ 第２のエンコーダ ２８ 減速機構 ３０ シャフト ３２ フランジ部材 ３４ 第３のエンコーダ ３６ 第４のモータ ３８ 第４のエンコーダ ４０ 第１の校正穴 ４２ 第２の校正穴 ４４ 校正治具 ４６ 第１のプレート ４８ 第２のプレート ５０ 直線ガイド ５２ 第１のピン ５４ 第２のピン ５６ 引っ張りバネ ５８ ダイヤルゲージ １００ 制御装置 １０２ ＣＰＵ １０４ ＲＯＭ １０６ ＲＡＭ １０８ キーボード １１０ ＣＲＴ １１２，１１４，１１６，１１８ 制御部 １２０，１２２，１２４，１２６ カウンタ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B25J 9/10 B25J 9/06 G05B 19/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の点を支点として第１の平面内で回
   動可能に支持された第１の腕と、該第１の腕に前記第１
   の点と第１の所定距離を離間した第２の点を支点として
   前記第１の平面と平行な第２の平面内で回動可能に支持
   された第２の腕と、該第２の腕上に位置するところの前
   記第２の点と第２の所定距離を離間した第３の点とを有
   する多関節型ロボットにおいて、前記第１の点と前記第
   ２の点と前記第３の点が一直線上に並ぶ前記多関節型ロ
   ボットの原点位置を規定するための、多関節型ロボット
   の原点校正方法であって、 前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線と、前記第２の
   点と前記第３の点を結ぶ直線とがある一定の角度をなす
   位置である初期位置に前記第１の腕と前記第２の腕を位
   置決めする第１の工程と、 前記初期位置から前記第２の腕を前記第２の点を支点と
   して前記第１の腕に対して回動させ、前記第１の腕の一
   側面と前記第２の腕の一側面とが劣角をなす状態におい
   て、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線上に位置す
   る第４の点と、前記第２の点と前記第３の点を結ぶ直線
   上に位置する第５の点との距離が所定の距離となるまで
   の前記第２の腕の前記初期位置からの回動角θ1 を計測
   する第２の工程と、 前記初期位置から前記第２の腕を前記第２の点を支点と
   して前記第１の腕に対して回動させ、前記第１の腕の他
   側面と前記第２の腕の他側面が劣角をなす状態におい
   て、前記第４の点と前記第５の点との距離が前記所定の
   距離となるまでの前記第２の腕の前記初期位置からの回
   動角θ2 を計測する第３の工程と、 前記初期位置から前記第２の腕を、前記第２の点を支点
   として前記第１の腕に対して角度θ＝（θ1 ＋θ2 ）／
   ２だけ回動させた位置を原点位置とする第４の工程とを
   具備することを特徴とする多関節型ロボットの原点校正
   方法。
2. 【請求項２】 前記第１の腕は前記第４の点を中心とす
   る第１の穴を有すると共に前記第２の腕は前記第５の点
   を中心とする第２の穴を有し、前記第１の穴と前記第２
   の穴に、校正治具上に互いに離間して配置された２本の
   ピンを夫々挿入することにより、前記第４の点と前記第
   ５の点が前記所定の距離だけ離れた状態に規定されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の多関節型ロボットの原
   点校正方法。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の穴の直径は、前記２
   本のピンの外径よりも大きく設定されていることを特徴
   とする請求項２に記載の多関節型ロボットの原点校正方
   法。
4. 【請求項４】 前記校正治具は、前記２本のピン間の距
   離を可変でき、且つ該２本のピン間の距離を検出できる
   様に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
   多関節型ロボットの原点校正方法。
5. 【請求項５】 前記校正治具は、前記２本のピンを互い
   に離れる方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴と
   する請求項４に記載の多関節型ロボットの原点校正方
   法。
6. 【請求項６】 前記第２の工程と前記第３の工程におい
   て、前記第４の点と前記第５の点とが前記所定の距離よ
   り離れた状態から、前記第２の腕を前記第１の腕に対し
   て回動させ、前記第４の点と前記第５の点の距離を前記
   所定の距離に追い込むことを特徴とする請求項５に記載
   の多関節型ロボットの原点校正方法。