JP3388016B2 - Calibration method for horizontal articulated robot - Google Patents

Calibration method for horizontal articulated robot

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JP3388016B2
JP3388016B2 JP08425194A JP8425194A JP3388016B2 JP 3388016 B2 JP3388016 B2 JP 3388016B2 JP 08425194 A JP08425194 A JP 08425194A JP 8425194 A JP8425194 A JP 8425194A JP 3388016 B2 JP3388016 B2 JP 3388016B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水平多関節型ロボット
の校正方法に係り、詳しくは、手先の姿勢を変化させる
機構を有する産業用ロボット等の水平多関節型ロボット
のアーム校正方法に適用することができ、特に、手先の
姿勢を変化させる機構が有する誤差の影響を防いでアー
ム長と関節原点位置の校正を行うことができ、少なくと
も校正に用いる教示点の範囲内で絶対位置精度を向上さ
せることができる水平多関節型ロボットの校正方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of calibrating a horizontal articulated robot, and more particularly, to a method of calibrating an arm of a horizontal articulated robot such as an industrial robot having a mechanism for changing the posture of a hand. In particular, it is possible to calibrate the arm length and joint origin position while preventing the influence of the error of the mechanism that changes the posture of the hand, and to obtain absolute position accuracy at least within the teaching point range used for calibration. The present invention relates to a calibration method for a horizontal articulated robot that can be improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、2つのアームが水平方向に回転移
動する形式の水平多関節型ロボットにおいて、その絶対
位置精度を向上させるためには、アーム長と関節原点位
置の校正が必要である。このアーム長と関節原点位置の
校正を行う容易な方法には、教示による方法が幾つか考
えられている。この教示方法については、一直線上に
等間隔に配置された3点を教示することによる方法、
長方形を形成する4点を教示することによる方法、1
点を手系を変えて教示することによる方法等が知られて
いる。なお、、については、例えば精密機械学会
誌、第49巻、第9号、別刷、「SCARAロボット諸
元のティーチングによる校正」古屋信幸、牧野洋(昭和
58年9月5日発行)で報告されており、また、につ
いては、例えば特開平1−127283号公報で報告さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a horizontal articulated robot of a type in which two arms rotate and move in the horizontal direction, it is necessary to calibrate the arm length and the joint origin position in order to improve the absolute position accuracy. As an easy method for calibrating the arm length and the joint origin position, some teaching methods have been considered. Regarding this teaching method, a method by teaching three points arranged at equal intervals on a straight line,
A method by teaching four points to form a rectangle, 1
A method of teaching points by changing the hand system is known. In addition, about is reported in, for example, Journal of Precision Machinery, Volume 49, No. 9, reprint, "Calibration by Teaching SCARA Robot Specifications", Nobuyuki Furuya, Hiroshi Makino (published on September 5, 1983). This is also reported in, for example, JP-A-1-127283.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の水平多関節型ロボットでは、組み付け誤
差等によって各々の関節に倒れを生じているロボットを
校正する場合、上記の〜の方法でアーム校正を行う
と、アーム長と関節原点位置に誤差を生じて絶対位置精
度が保証されなくなるという問題があった。特に、手先
の姿勢を変化させる機構を有する従来の水平多関節型ロ
ボットでは、図13に示す如く、J3の軸101の回転
中心と手先の位置がずれていたり、J3の軸101が倒
れていたりするような場合、このまま上記の方法で校正
を行うと、J1の軸102とJ2の軸103間の距離R
1、J2の軸103とJ3の軸101間の距離R2、J
1の軸102、J2の軸103がその誤差を含むことに
なり、正確に校正することができず、絶対位置精度が保
証されなくなる。このため、複数のロボットが作業エリ
アを共有する場合、各々の座標系にずれが生じて共通な
座標系を設定することができず、オフラインティーチン
グ等が困難になることがあった。
However, in the conventional horizontal articulated robot as described above, when calibrating the robot in which each joint is tilted due to an assembly error or the like, the arm is applied by the above methods (1) to (3). When calibration is performed, an error occurs in the arm length and the joint origin position, and the absolute position accuracy cannot be guaranteed. In particular, in a conventional horizontal articulated robot having a mechanism for changing the posture of the hand, as shown in FIG. 13, the rotation center of the J3 shaft 101 and the hand are displaced, or the J3 shaft 101 is tilted. In such a case, if the calibration is performed by the above method as it is, the distance R between the axis 102 of J1 and the axis 103 of J2 is
1, the distance R2, J between the axis 103 of J2 and the axis 101 of J3
Since the 1st axis 102 and the J2 axis 103 include the error, accurate calibration cannot be performed and absolute position accuracy cannot be guaranteed. For this reason, when a plurality of robots share a work area, the coordinate systems are misaligned and a common coordinate system cannot be set, which may make offline teaching difficult.

【0004】そこで本発明は、組み付け誤差等によって
各々の関節に倒れを生じている手先の姿勢を変化させる
際、3次元モデル等の複雑なモデルを用いることなく、
直角に配置した3点を姿勢を固定して教示し、その内の
1点を姿勢を変化させて教示する簡単な方法により、手
先の姿勢を変化させる機構が有する誤差の影響を防いで
アーム長と関節原点位置の校正を行うことができ、少な
くとも校正に用いる教示点の範囲内で絶対位置精度を向
上させることができる水平多関節型ロボットの校正方法
を提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, when changing the posture of the hand in which each joint is tilted due to an assembly error or the like, without using a complicated model such as a three-dimensional model,
A simple method of teaching three points arranged at a right angle with the posture fixed and teaching one of the points by changing the posture prevents the influence of the error of the mechanism for changing the posture of the hand and prevents the arm length. It is an object of the present invention to provide a horizontal articulated robot calibration method capable of calibrating the joint origin position and improving the absolute position accuracy at least within the range of teaching points used for the calibration.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
手先の姿勢を変化させる機構を有する水平多関節型ロボ
ットの校正方法において、直角に配置した間隔が既知で
ある3点を、順運動学によって得られる座標系に対して
手先の姿勢を固定して教示し、その内の1点を手先の姿
勢を変化させて教示することを特徴とするものである。
The invention according to claim 1 is
In a calibration method for a horizontal articulated robot having a mechanism for changing the posture of the hand, the posture of the hand is fixed to three coordinate points arranged at right angles and having known intervals with respect to a coordinate system obtained by forward kinematics. It is characterized by teaching and teaching one of the points by changing the posture of the hand.

【0006】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、手先の姿勢を固定して教示する3点
を、作業エリアを共有する複数のロボット各々に共通に
教示して校正を行うことを特徴とするものである。請求
項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、
ロボットの動作範囲内に固定された校正用治具にロボッ
トに取り付けた校正用ハンドを嵌め合わせ、該校正用ハ
ンドの形状により手先の姿勢を固定することを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, in the above-mentioned first aspect of the invention, the calibration is performed by teaching three points which are taught by fixing the posture of the hand in common to each of a plurality of robots sharing a work area. It is characterized by performing. The invention according to claim 3 is the same as the invention according to claim 1,
It is characterized in that a calibration hand attached to the robot is fitted to a calibration jig fixed within the operation range of the robot, and the posture of the hand is fixed by the shape of the calibration hand.

【0007】請求項4記載の発明は、上記請求項3記載
の発明において、前記校正用治具若しくは前記校正用ハ
ンドに力トルクセンサを配置することにより、教示位置
のずれを検知することを特徴とするものである。請求項
5記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、ロ
ボットの動作範囲内に固定された校正用治具に光源若し
くは該光源の光を検知するセンサを配置し、ロボットに
取り付けた校正用ハンドにその他方を配置することによ
り非接触で手先の姿勢を固定すること特徴とするもので
ある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the above-mentioned third aspect, a force torque sensor is arranged on the calibration jig or the calibration hand to detect the deviation of the teaching position. It is what According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned first aspect of the invention, a calibration jig fixed to an operating range of the robot is provided with a light source or a sensor for detecting light from the light source, and the calibration is attached to the robot. It is characterized in that the other hand is placed on the hand to fix the posture of the hand without contact.

【0008】請求項6記載の発明は、上記請求項5記載
の発明において、前記校正用治具及び前記校正用ハンド
を配置した光源若しくは前記センサの配置状態により手
先の姿勢を固定することを特徴とするものである。請求
項7記載の発明は、上記請求項5記載の発明において、
前記校正用治具及び前記校正用ハンドに少なくとも2個
以上の色の異なる光源及び該光源の光色を検知する色セ
ンサを配置し、該光源の配置状態により手先の姿勢を固
定することを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the above-mentioned fifth aspect, the posture of the hand is fixed by the arrangement state of the light source or the sensor in which the calibration jig and the calibration hand are arranged. It is what The invention according to claim 7 is the same as the invention according to claim 5,
At least two light sources having different colors and a color sensor for detecting the light color of the light source are arranged on the calibration jig and the calibration hand, and the posture of the hand is fixed depending on the arrangement state of the light source. It is what

【0009】請求項8記載の発明は、上記請求項5記載
の発明において、前記校正用治具及び前記校正用ハンド
各々に少なくとも一組の前記光源と前記センサを配置す
ることにより、手先の姿勢を固定することを特徴とする
ものである。請求項9記載の発明は、上記請求項4,5
記載の発明において、前記センサの出力が一定量を超え
た場合は、ランプが点灯することを特徴とするものであ
る。
According to an eighth aspect of the invention, in the invention of the fifth aspect, the posture of the hand is arranged by disposing at least one set of the light source and the sensor in each of the calibration jig and the calibration hand. It is characterized by fixing. The invention according to claim 9 is the above claim 4, 5
In the described invention, the lamp is turned on when the output of the sensor exceeds a certain amount.

【0010】請求項10記載の発明は、上記請求項4,
5記載の発明において、前記センサの出力が一定量を超
えた場合は、音が鳴ることを特徴とするものである。請
求項11記載の発明は、上記請求項3,5記載の発明に
おいて、前記校正用治具にオートツールチェンジャを配
置することにより、ロボットの動作範囲内に前記校正用
治具を固定することを特徴とするものである。
The invention according to claim 10 is the above-mentioned claim 4,
In the invention described in 5, a sound is emitted when the output of the sensor exceeds a certain amount. According to an eleventh aspect of the present invention, in the above-mentioned third and fifth aspects of the present invention, the calibration jig is fixed within the operation range of the robot by disposing an auto tool changer on the calibration jig. It is a feature.

【0011】請求項12記載の発明は、上記請求項3,
5記載の発明において、前記校正用治具の高さを可変に
することにより、作業位置の高さに合わせて校正するこ
とを特徴とするものである。請求項13記載の発明は、
上記請求項2,3,5記載の発明において、前記校正用
治具の機能を作業台に持たせることを特徴とするもので
ある。
The invention according to claim 12 is the above-mentioned claim 3,
In the invention described in 5, the height of the calibration jig is made variable so that the calibration is performed according to the height of the working position. The invention according to claim 13 is
In the invention described in claims 2, 3 and 5, the workbench is provided with the function of the calibration jig.

【0012】請求項14記載の発明は、上記請求項2,
3,5記載の発明において、前記校正用治具の機能を部
品供給用パレットに持たせることを特徴とするものであ
る。
The invention according to claim 14 is the above-mentioned claim 2,
In the invention described in claims 3 and 5, the component supply pallet is provided with the function of the calibration jig.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の発明では、組み付け誤差等によ
って各々の関節に倒れを生じている手先の姿勢を変化さ
せる機構を有する水平多関節型ロボットにおいて、3次
元モデル等の複雑なモデルを用いることなく、直角に配
置した間隔が既知である3点を、順運動学によって得ら
れる座標系に対して手先の姿勢を固定して教示し、その
内の1点を手先の姿勢を変化させて教示する簡単な方法
を行うことにより、手先の姿勢を変化させる機構が持つ
誤差の影響を防いでアーム長と関節原点位置の校正を行
うことができる。また、直角に3点教示することによ
り、少なくとも校正に用いる教示点の範囲内で直角度、
直線度及び長さ等の絶対位置精度を向上させることがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, a complex model such as a three-dimensional model is used in a horizontal articulated robot having a mechanism for changing the posture of the hand in which each joint is tilted due to an assembly error or the like. Without changing the posture of the hand, one of them is taught by fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics without changing the posture of the hand. By performing the simple teaching method, it is possible to calibrate the arm length and the joint origin position while preventing the influence of the error of the mechanism for changing the posture of the hand. Moreover, by teaching three points at right angles, at least within the range of the teaching points used for calibration,
It is possible to improve absolute position accuracy such as linearity and length.

【0014】請求項2記載の発明では、作業エリアを共
有する複数のロボットにおいて、共有する作業エリア内
の共通の3点を各々のロボットに手先の姿勢を固定して
教示して校正を行うことにより、複数のロボットが共通
な座標系で作業することができる。例えば、2つのロボ
ットに共有する作業エリア内の作業台上の共通の3点を
各々教示して校正することにより、作業台上での直線補
間等を共通の座標系で行うことができる他、部品供給用
パレット上で校正を行えば、共通の座標系でパレタイズ
を行うことができる。
According to a second aspect of the present invention, in a plurality of robots sharing a work area, common three points in the shared work area are taught by fixing the posture of the hand to each robot to perform calibration. This allows a plurality of robots to work in a common coordinate system. For example, by teaching and calibrating three common points on the workbench in the work area shared by the two robots, linear interpolation on the workbench can be performed in a common coordinate system. If calibration is performed on the component supply pallet, palletizing can be performed using a common coordinate system.

【0015】請求項3記載の発明では、ロボットの動作
範囲内に固定された校正用治具の教示にロボットに取り
付けた校正用ハンドの教示ピンを嵌め合わせる方法で、
校正用ハンドの教示ピンと校正用治具の教示穴の位置を
高精度に仕上げることにより、正確な教示を行うことが
できる。この教示方法で、校正用ハンドの形状で順運動
学により得られる座標系に対して手先の姿勢を固定する
方法としては、2本のピン(円柱)、長円柱、直
方体、正三角柱以外の三角柱等が挙げられる。何の場
合も校正用治具にそれを嵌め合わせる形状を有し、姿勢
を一定方向に固定することができる。これらのうち、
、、の方法は、姿勢の方向を一定にすることがで
きるが、向きを決定することができない。
According to the third aspect of the invention, the teaching pin of the calibration hand attached to the robot is fitted to the teaching of the calibration jig fixed within the operation range of the robot.
Accurate teaching can be performed by finishing the positions of the teaching pin of the calibration hand and the teaching hole of the calibration jig with high accuracy. In this teaching method, as a method of fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by the forward kinematics in the shape of the calibration hand, two pins (cylinder), a long cylinder, a rectangular parallelepiped, and a triangular prism other than a regular triangular prism are used. Etc. In any case, it has a shape for fitting it to a calibration jig, and can fix the posture in a fixed direction. Of these,
The methods of, and can make the direction of the posture constant, but cannot determine the direction.

【0016】しかしながら、この場合は、教示者がハン
ドの回転を見て向きが変わらないように教示を行えば良
い。の方法は、その形状により方向及び向き共に決定
することができ、姿勢を順運動学により得られる座標系
に対して固定することができる他、正多角柱を除く多角
柱やその多角形の頂点にピンを立てたハンドでも姿勢を
固定することができる。
However, in this case, it is sufficient that the teacher sees the rotation of the hand so as not to change the direction. The method can determine both the direction and orientation according to its shape, and the posture can be fixed with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, as well as polygonal prisms other than regular polygonal cylinders and the vertices of the polygons. The posture can be fixed even with a hand that raises a pin.

【0017】請求項4記載の発明では、前記校正用治具
若しくは前記校正用ハンドに力トルクセンサを配置する
ことにより、教示位置のずれを検知して作業者に知らせ
ることができるので、高精度に教示することができる。
例えば校正用ハンドのオートハンドチェンジャとリモー
トセンタコンプライアンスの間や、校正用治具の校正用
プレートとオートツールチェンジャの間に力トルクセン
サを備えることにより、校正用ハンドの歪みや校正用治
具の歪みを検知して、教示位置のずれを作業者に知らせ
ることができる。
According to the present invention, by disposing the force torque sensor on the calibration jig or the calibration hand, it is possible to detect the deviation of the teaching position and notify the operator, so that the accuracy is high. Can be taught.
For example, by installing a force torque sensor between the auto hand changer of the calibration hand and the remote center compliance, or between the calibration plate of the calibration jig and the auto tool changer, distortion of the calibration hand and calibration jig By detecting the distortion, the operator can be notified of the deviation of the teaching position.

【0018】請求項5記載の発明では、ロボットの動作
範囲内に固定された校正用治具に複数の光源若しくは光
を検知するセンサを配置し、ロボットに取り付けた校正
用ハンドにその他方を配置することにより、非接触で教
示することができるため、より高精度な教示を行うこと
ができる。請求項6記載の発明では、順運動学により得
られる座標系に対して手先の姿勢を固定する方法とし
て、校正用ハンドと校正用治具に、少なくとも3個以上
の光源若しくは光センサを配置し、その配置形状により
方向及び向き共に決定することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of light sources or sensors for detecting light are arranged on a calibration jig fixed in the operation range of the robot, and the other is arranged on a calibration hand attached to the robot. By doing so, the teaching can be performed in a non-contact manner, so that the teaching can be performed with higher accuracy. In the invention according to claim 6, as a method of fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, at least three light sources or optical sensors are arranged in the calibration hand and the calibration jig. It is possible to determine both the direction and the direction depending on the arrangement shape.

【0019】請求項7記載の発明では、順運動学により
得られる座標系に対して手先の姿勢を固定する方法とし
て、少なくとも2個以上の色の異なる光源とその色を検
知する色センサを、校正用治具及び校正用ハンドに配置
することにより、光源2個の配置で方向を固定すること
ができるとともに、色で向きを固定することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, as a method of fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, at least two or more light sources different in color and a color sensor for detecting the color are provided. By disposing it on the calibration jig and the calibration hand, the direction can be fixed by disposing the two light sources, and the direction can be fixed by the color.

【0020】請求項8記載の発明では、順運動学により
得られる座標系に対して手先の姿勢を固定する方法とし
て、少なくとも一組の光源とセンサを校正用治具及び校
正用ハンド各々に配置することにより、一意に姿勢を固
定することができる。請求項9記載の発明では、上記セ
ンサの出力が一定量を超えた場合に、そのセンサ出力判
断部とランプが点灯する機能を持たせることにより、視
覚的に教示位置が正しいことを作業者に知らせることが
できる。
According to the eighth aspect of the present invention, as a method for fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, at least one set of light source and sensor is arranged on each of the calibration jig and the calibration hand. By doing so, the posture can be uniquely fixed. According to the invention of claim 9, when the output of the sensor exceeds a certain amount, the sensor output determination unit and the function of turning on the lamp are provided so that the operator can visually confirm that the teaching position is correct. I can inform you.

【0021】請求項10記載の発明では、上記センサの
出力が一定量を超えた場合は、そのセンサ出力判断部と
音が鳴る機能を持たせることにより、聴覚的に教示位置
が正しいことを作業者に知らせることができる。請求項
11記載の発明では、上記校正用治具にオートツールチ
ェンジャを配置することにより、ロボットの動作範囲内
に容易に、しかも高精度に校正用治具を固定することが
できる。
According to the tenth aspect of the present invention, when the output of the sensor exceeds a certain amount, the sensor output determination unit and the function of producing a sound are provided to make sure that the teaching position is audibly correct. Can inform the person. According to the eleventh aspect of the present invention, by disposing the auto tool changer on the calibration jig, the calibration jig can be easily and accurately fixed within the operation range of the robot.

【0022】請求項12記載の発明では、上記校正用治
具の高さを可変にすることにより、作業台や部品供給用
パレット等の作業位置の高さに合わせて校正すること
で、Z方向の撓みの影響を抑えることができるため、作
業位置において高精度に校正を行うことができる。請求
項13記載の発明では、上記校正用治具の機能を作業台
に持たせ、即ち、作業台に嵌め合いによる教示方法の教
示穴、若しくは非接触の教示方法の光源若しくはセンサ
を持たせることにより、校正用治具の組立誤差や位置決
め誤差の影響を取り除いて作業台上で高精度に校正を行
うことができるため、作業台上の直線補間等を高精度に
行うことができ、横作業を行うことができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the height of the calibration jig is made variable so that the calibration can be performed in accordance with the height of the work position of the work table, the component supply pallet, etc. Since it is possible to suppress the influence of the flexure, it is possible to calibrate the work position with high accuracy. In a thirteenth aspect of the invention, the workbench is provided with the function of the calibration jig, that is, the workbench is provided with a teaching hole for a teaching method or a light source or a sensor for a non-contact teaching method. By doing so, it is possible to eliminate the effects of assembly errors and positioning errors of the calibration jig and perform high-accuracy calibration on the workbench, so linear interpolation on the workbench can be performed with high accuracy, and horizontal work can be performed. It can be performed.

【0023】請求項14記載の発明では、上記校正用治
具の機能を部品供給用パレットに持たせ、即ち、部品供
給用パレットに、嵌め合いによる教示方法の教示穴、若
しくは非接触の教示方法の光源若しくはセンサを持たせ
ることにより、校正用治具の組立誤差や位置決め誤差の
影響を取り除いてパレット上で高精度に校正を行うこと
ができるため、パレット上で高精度なパレタイズ座標を
得ることができる。
In the fourteenth aspect of the present invention, the component supply pallet is provided with the function of the calibration jig, that is, the component supply pallet is a teaching hole of a teaching method by fitting or a non-contact teaching method. By providing the light source or sensor of the above, it is possible to remove the influence of the assembly error and the positioning error of the calibration jig and perform the calibration with high accuracy on the pallet, and thus to obtain the highly accurate palletizing coordinates on the pallet. You can

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明に係る一実施例の水平多関節型ロボ
ットの関節配置を示す図、図図2は図1に示す水平多関
節型ロボットの校正方法を示す図である。まず、図2を
用いて図1の機構を有する水平多関節型ロボットの校正
方法を説明する。直角に配置したその間隔(LX,L
Y)が既知である3点P1,P2,P3を、順運動学に
より得られる座標系に対して手先の姿勢を固定して教示
し、その時のJ1,J2,J3の関節原点からの回転角
を(θa1,θb1,θc1)、(θa2,θb2,θb2)、(θ
a3,θb3,θc3)とする。また、J3を任意の角度回転
させてP1と同一な点P4を教示し、その時の回転角を
(θa4,θb4,θc4)として、これらから、第1、第2
アーム長R1,R2、J3の回転中心と手先の位置のず
れR3、J1,J2,J3の関節原点位置θa0,θb0,
θc0を校正する。この関係から得られるベクトル方程式
の未知量は、P1(X1,Y1)の成分X1,Y1と、
関節原点位置θa0,θb0,θC0と、第1、第2アーム長
R1,R2と、J3の回転中心と、手先の位置のずれR
3である。得られるベクトル方程式は、次の(1)式〜
(4)式で表わすことができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a diagram showing a joint arrangement of a horizontal articulated robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a calibration method of the horizontal articulated robot shown in FIG. First, a method of calibrating a horizontal articulated robot having the mechanism shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Spaced at right angles (LX, L
Y) is known, and three points P1, P2, P3 are taught by fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, and the rotation angles of J1, J2, J3 from the joint origin at that time. (Θa1, θb1, θc1), (θa2, θb2, θb2), (θ
a3, θb3, θc3). Further, J3 is rotated by an arbitrary angle to teach the same point P4 as P1, and the rotation angle at that time is (θa4, θb4, θc4).
Misalignment between the rotation center of the arm lengths R1, R2, J3 and the position of the hand R3, J1, J2, J3 joint origin positions θa0, θb0
Calibrate θc0. The unknown quantity of the vector equation obtained from this relationship is the components X1 and Y1 of P1 (X1, Y1),
Joint origin positions θa0, θb0, θC0, first and second arm lengths R1 and R2, the center of rotation of J3, and the shift of the hand position R
It is 3. The obtained vector equation is the following equation (1)
It can be expressed by equation (4).

【0025】[0025]

【数1】 [Equation 1]

【0026】[0026]

【数2】 [Equation 2]

【0027】[0027]

【数3】 [Equation 3]

【0028】[0028]

【数4】 [Equation 4]

【0029】ここで、P1,P2,P3については、順
運動学により得られる座標系に対して手先の姿勢を固定
して教示しているので、手先の姿勢をθとすると、θは
次の(5)式で表わすことができる。
Here, regarding P1, P2, and P3, since the posture of the hand is fixed with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, when the posture of the hand is θ, θ is It can be expressed by equation (5).

【0030】[0030]

【数5】 [Equation 5]

【0031】よって、P1(X1,Y1)、P2(X1
+LX,Y1)及びP3(X1,Y1+LY)は、次の
(6)式〜(8)式で表わすことができる。
Therefore, P1 (X1, Y1), P2 (X1
+ LX, Y1) and P3 (X1, Y1 + LY) can be expressed by the following equations (6) to (8).

【0032】[0032]

【数6】 [Equation 6]

【0033】[0033]

【数7】 [Equation 7]

【0034】[0034]

【数8】 [Equation 8]

【0035】これらより、P2−P1及びP3−P1
は、次の(9),(10)式で表わすことができる。
From these, P2-P1 and P3-P1
Can be expressed by the following equations (9) and (10).

【0036】[0036]

【数9】 [Equation 9]

【0037】[0037]

【数10】 [Equation 10]

【0038】ここで、exp(jθa2)−exp(jθ
a1)、exp(j(θa2+θb2))−exp(j(θa1
+θb1))、exp(jθa3)−exp(jθa1)及び
exp(j(θa3+θb3))−exp(j(θa1+θb
1))を次の(11)式〜(14)式に示す如く、
Here, exp (jθa2) -exp (jθ
a1), exp (j (θa2 + θb2))-exp (j (θa1
+ Θb1)), exp (jθa3) -exp (jθa1) and exp (j (θa3 + θb3))-exp (j (θa1 + θb
1)) as shown in the following equations (11) to (14),

【0039】[0039]

【数11】 [Equation 11]

【0040】[0040]

【数12】 [Equation 12]

【0041】[0041]

【数13】 [Equation 13]

【0042】[0042]

【数14】 [Equation 14]

【0043】とおくと、前述した(9)、(10)式
は、次の(15)、(16)式で表わすことができる。
In other words, the above equations (9) and (10) can be expressed by the following equations (15) and (16).

【0044】[0044]

【数15】 [Equation 15]

【0045】[0045]

【数16】 [Equation 16]

【0046】この(15)、(16)式よりexp(j
θa0)を消去すると、次の(17)式で表わすことがで
きる。
From the expressions (15) and (16), exp (j
If θa0) is deleted, it can be expressed by the following equation (17).

【0047】[0047]

【数17】 [Equation 17]

【0048】この(17)式よりexp(jθb0)につ
いて整理すると、次の(18)式で表わすことができ
る。
When exp (jθb0) is rearranged from the expression (17), it can be expressed by the following expression (18).

【0049】[0049]

【数18】 [Equation 18]

【0050】ここで、LYk1exp(j(θ1 +π/
2))−LXK3exp(jθ3 )及びLXK4exp(j
θ4 )−LYK2exp(j(θ2 +π/2))を次の
(19)、(20)式に示す如く、
Here, LYk1exp (j (θ1 + π /
2))-LXK3exp (jθ3) and LXK4exp (j
θ4) -LYK2exp (j (θ2 + π / 2)) is expressed by the following equations (19) and (20).

【0051】[0051]

【数19】 [Formula 19]

【0052】[0052]

【数20】 [Equation 20]

【0053】とおくと、次の(21)式で表わすことが
できる。
Then, it can be expressed by the following equation (21).

【0054】[0054]

【数21】 [Equation 21]

【0055】この(21)式を解くことにより、R2及
びθb0は、次の(22)、(23)式で表わすことがで
きる。
By solving the equation (21), R2 and θb0 can be expressed by the following equations (22) and (23).

【0056】[0056]

【数22】 [Equation 22]

【0057】[0057]

【数23】 [Equation 23]

【0058】(22)式を前述した(15)式に代入す
ると、次の(24)式で表わすことができる。
By substituting the equation (22) into the above equation (15), it can be expressed by the following equation (24).

【0059】[0059]

【数24】 [Equation 24]

【0060】ここで、K7exp(jθ7 )を次の(2
5)式に示す如く、
Here, K7exp (jθ7) is converted into the following (2
As shown in equation 5),

【0061】[0061]

【数25】 [Equation 25]

【0062】とおくと、LXは、次の(26)式で表わ
すことができる。
In other words, LX can be expressed by the following equation (26).

【0063】[0063]

【数26】 [Equation 26]

【0064】この(26)式を解くことにより、R1及
びθa0は、次の(27)、(28)式に示す如く、
By solving the equation (26), R1 and θa0 are given by the following equations (27) and (28).

【0065】[0065]

【数27】 [Equation 27]

【0066】[0066]

【数28】 [Equation 28]

【0067】となる。そして、前述した(22)、(2
3)、(27)、(28)式によりR1,R2,θa0,
θb0を求めることができる。また、P1,P4は、同一
な点であるから、前述した(1)、(2)式より、次の
(29)式で表わすことができる。
It becomes Then, (22) and (2
3), (27) and (28), R1, R2, θa0,
θb0 can be obtained. Since P1 and P4 are the same point, they can be expressed by the following equation (29) from the above equations (1) and (2).

【0068】[0068]

【数29】 [Equation 29]

【0069】この(29)式を整理すると、次の(3
0)式で表わすことができる。
Organizing this equation (29), the following (3
It can be represented by the formula 0).

【0070】[0070]

【数30】 [Equation 30]

【0071】ここで、exp(j(θa0+θa4))−e
xp(j(θa0+θa1))、exp(j(θa0+θa4+
θb0+θb4))−exp(j(θa0+θa1+θb0+θb
1))及びexp(j(θa0+θa1+θb0+θb1+θc
1))−exp(j(θa0+θa4+θb0+θb4+θc
4))を次の(31)式から(33)式に示す如く、
Where exp (j (θa0 + θa4))-e
xp (j (θa0 + θa1)), exp (j (θa0 + θa4 +
θb0 + θb4))-exp (j (θa0 + θa1 + θb0 + θb
1)) and exp (j (θa0 + θa1 + θb0 + θb1 + θc
1))-exp (j (θa0 + θa4 + θb0 + θb4 + θc
4)) as shown in the following equations (31) to (33),

【0072】[0072]

【数31】 [Equation 31]

【0073】[0073]

【数32】 [Equation 32]

【0074】[0074]

【数33】 [Expression 33]

【0075】とおくと、次の(34)式で表わすことが
できる。
If this is put, it can be expressed by the following equation (34).

【0076】[0076]

【数34】 [Equation 34]

【0077】また、R1K8exp(jθ8 )+R2K9e
xp(jθ9 )を次の(35)式に示す如く、
Further, R1K8exp (jθ8) + R2K9e
xp (jθ9) is given by the following equation (35):

【0078】[0078]

【数35】 [Equation 35]

【0079】とおくと、次の(36)式で表わすことが
できる。
Then, it can be expressed by the following equation (36).

【0080】[0080]

【数36】 [Equation 36]

【0081】この(36)式を解くことにより、R3及
びθc0は、次の(37)、(38)式で表わすことがで
きる。
By solving the equation (36), R3 and θc0 can be expressed by the following equations (37) and (38).

【0082】[0082]

【数37】 [Equation 37]

【0083】[0083]

【数38】 [Equation 38]

【0084】この(37)、(38)式によりR3,θ
c0を求めることができる。このように、本実施例(請求
項1)では、組み付け誤差等によって各々の関節に倒れ
を生じている手先の姿勢を変化させる機構を有する水平
多関節型ロボットにおいて、3次元モデル等の複雑なモ
デルを用いることなく、直角に配置した間隔が既知であ
る3点を、順運動学によって得られる座標系に対して手
先の姿勢を固定して教示し、その内の1点を手先の姿勢
を変化させて教示する簡単な方法を行うことにより、手
先の姿勢を変化させる機構が持つ誤差(R3,θc0)の
影響を防いでアーム長と関節原点位置R1,R2,θa
0,θb0の校正を行うことができ、R3,θc0について
も知ることができる。また、直角に3点教示することに
より、少なくとも校正に用いる教示点の範囲内で直角
度、直線度及び長さ等の絶対位置精度を向上させること
ができる。
From these equations (37) and (38), R3, θ
c0 can be obtained. As described above, according to the present embodiment (claim 1), in a horizontal articulated robot having a mechanism for changing the posture of the hand in which each joint is tilted due to an assembly error or the like, a complicated three-dimensional model or the like is used. Without using a model, three points with known intervals arranged at right angles are taught by fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, and one of them is the posture of the hand. By performing the simple method of changing and teaching, the influence of the error (R3, θc0) of the mechanism for changing the posture of the hand is prevented and the arm length and the joint origin position R1, R2, θa.
It is possible to calibrate 0 and θb0, and to know R3 and θc0. Further, by teaching three points at a right angle, it is possible to improve absolute position accuracy such as squareness, linearity, length, etc. at least within the range of teaching points used for calibration.

【0085】次に、図3に示すような作業エリアを共有
する複数のロボットにおいては、共有する作業エリア内
の共通の3点を各々のロボットに手先の姿勢を固定して
教示して、上記実施例の方法で校正するように構成して
もよく、この場合、複数のロボットが共通な座標系で作
業することができる。例えば、共有する作業エリア内の
作業台22上の共通の3点をロボット1、ロボット2
に、手先の姿勢を固定して各々教示して校正することに
より、作業台22上での直線補間等を共通の座標系で行
うことができる他、部品供給用パレット23上で校正を
行えば、共通の座標系でパレタイズを行うことができ
る。
Next, in a plurality of robots sharing a work area as shown in FIG. 3, three common points in the work area to be shared are taught to each robot while the posture of the hand is fixed, and It may be configured to calibrate by the method of the embodiment, in which case a plurality of robots can work in a common coordinate system. For example, three common points on the workbench 22 in the shared work area are the robot 1 and the robot 2.
In addition, by fixing the posture of the hand and teaching and calibrating the postures, linear interpolation on the workbench 22 can be performed in a common coordinate system, and calibration can be performed on the component supply pallet 23. , It is possible to palletize in a common coordinate system.

【0086】次に、教示方法としては、ロボットの動
作範囲内に固定された校正用治具にロボットに取り付け
た校正用ハンドを嵌め合わせる方法、ロボットの動作
範囲内に固定された校正用治具に複数の光源若しくは光
を検知するセンサを有し、ロボットに取り付けた校正用
ハンドにその他方を有することにより、非接触で教示す
る方法の2つがある。前者のの方法は、例えば図4に
示す校正用ハンド3の2本の教示ピン4を、図5に示す
校正用治具5の教示穴6に嵌め合わせる方法である。そ
して、校正用ハンド3の教示ピン4と校正用治具5の教
示穴6の位置は、高精度に仕上げる。これにより、正確
な教示を行うことができる。なお、図4,5において、
7はオートハンドチェンジャ、8はクッション、9はリ
モートセンタコンプライアンス、10は校正用プレー
ト、11はオートツールチェンジャ(AHC)である。
また、ここでの校正用ハンド3には、クッション8とリ
モートセンタコンプライアンス9機能を持たせている。
このため、校正用プレート10に校正用ハンド3を押し
当てて教示を行うことができ、正確な教示位置にあった
時に嵌め合いを行うことができる。
Next, as a teaching method, a method of fitting a calibration hand attached to the robot to a calibration jig fixed in the operation range of the robot, a calibration jig fixed in the operation range of the robot There are two methods of teaching in a non-contact manner by having a plurality of light sources or sensors for detecting light and a calibration hand attached to the robot having the other. The former method is, for example, a method of fitting the two teaching pins 4 of the calibration hand 3 shown in FIG. 4 into the teaching holes 6 of the calibration jig 5 shown in FIG. The positions of the teaching pin 4 of the calibration hand 3 and the teaching hole 6 of the calibration jig 5 are finished with high accuracy. Thereby, accurate teaching can be performed. In addition, in FIGS.
Reference numeral 7 is an automatic hand changer, 8 is a cushion, 9 is a remote center compliance, 10 is a calibration plate, and 11 is an automatic tool changer (AHC).
The calibration hand 3 here is provided with a cushion 8 and a remote center compliance 9 function.
Therefore, teaching can be performed by pressing the calibration hand 3 against the calibration plate 10, and fitting can be performed when the teaching position is at an accurate teaching position.

【0087】この教示方法では、順運動学により得られ
る座標系に対して手先の姿勢を固定する方法として、校
正用ハンド3の形状により姿勢を固定する方法がある。
例えば、図6〜図9に示すように、校正用ハンド3の形
状には、(1)2本のピン(円柱)、(2)長円柱、
(3)直方体、(4)正三角柱以外の三角柱等が挙げら
れる。何の場合も校正用治具5にそれを嵌め合わせる形
状を有し、姿勢を一定方向に固定することができる。
In this teaching method, as a method of fixing the posture of the hand with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics, there is a method of fixing the posture by the shape of the calibration hand 3.
For example, as shown in FIGS. 6 to 9, the shape of the calibration hand 3 includes (1) two pins (cylinders), (2) a long cylinder,
Examples include (3) rectangular parallelepiped and (4) triangular prisms other than regular triangular prisms. In any case, it has a shape that fits it to the calibration jig 5, and the posture can be fixed in a fixed direction.

【0088】(1)、(2)、(3)は、姿勢の方向は
一定にすることができるが、向きを決定することができ
ない。しかしながら、この場合は、教示者がハンドの回
転を見て向きが変わらないように教示を行えば良い。
(4)は、その形状により方向及び向き共に決定するこ
とができ、姿勢を順運動学により得られる座標系に対し
て固定することができる他、正多角柱を除く多角柱やそ
の多角形の頂点にピンを立てたハンドでも姿勢を固定す
ることができる。
In (1), (2), and (3), the orientation direction can be fixed, but the orientation cannot be determined. However, in this case, the teacher may teach the hand rotation so that the direction does not change.
In (4), both the direction and the orientation can be determined by its shape, and the posture can be fixed with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics. The posture can be fixed even with a hand with a pin at the top.

【0089】次に、校正用治具5若しくは校正用ハンド
3に力トルクセンサを備えるように構成してもよく、こ
の場合、教示位置のずれを検知して作業者に知らせるこ
とができるので、高精度に教示することができる。例え
ば、図4に示す校正用ハンド3のオートハンドチェンジ
ャ7とリモートセンタコンプライアンス9の間や、図5
に示す校正用治具5の校正用プレート10とオートツー
ルチェンジャ11の間に力トルクセンサを備えることに
より、校正用ハンド3の歪みや校正用治具5の歪みを検
知して、教示位置のずれを作業者に知らせることができ
る。
Next, the calibration jig 5 or the calibration hand 3 may be provided with a force torque sensor. In this case, the deviation of the teaching position can be detected and notified to the operator. It is possible to teach with high accuracy. For example, between the automatic hand changer 7 and the remote center compliance 9 of the calibration hand 3 shown in FIG.
By providing a force torque sensor between the calibration plate 10 and the auto tool changer 11 of the calibration jig 5 shown in FIG. The shift can be notified to the operator.

【0090】次に、前述したの如く、ロボットの動作
範囲内に固定された図4の校正用治具5に、図4の教示
ピン4の代わりに光源若しくは光センサを持たせ、ロボ
ットに取り付けた図5の校正用ハンド3に、図5の教示
穴6の代わりにその他方を持たせるように構成してもよ
く、この場合、非接触で教示することができるため、よ
り高精度な教示を行うことができる。この教示方法で
は、順運動学により得られる座標系に対して手先の姿勢
を固定する方法として、例えば(イ)少なくとも3個以
上の光源、センサを校正用治具、校正用ハンドに有し、
それらの配置により手先の姿勢を固定する、(ロ)少な
くとも2個以上の色の異なる光源、色センサを校正用治
具、校正用ハンドに有する、(ハ)少なくとも一組の光
源とセンサを校正用治具、校正用ハンド各々に有する方
法が挙げられる。
Next, as described above, the calibration jig 5 of FIG. 4 fixed within the operation range of the robot is provided with a light source or an optical sensor instead of the teaching pin 4 of FIG. The calibration hand 3 shown in FIG. 5 may be configured to have the other instead of the teaching hole 6 shown in FIG. 5. In this case, since the teaching can be performed in a non-contact manner, more accurate teaching is possible. It can be performed. In this teaching method, as a method of fixing the posture of the hand with respect to a coordinate system obtained by forward kinematics, for example, (a) at least three light sources and sensors are provided in a calibration jig and a calibration hand,
(B) At least two light sources of different colors and color sensors are provided on the calibration jig and calibration hand. (C) At least one set of light source and sensor is calibrated. The method provided in each of the jig for calibration and the hand for calibration can be mentioned.

【0091】次に、前述した(イ)の如く、校正用ハン
ド3と校正用治具5に前述した多角形の頂点に少なくと
も3個以上の光源若しくは光センサを配置した方法で、
その配置形状により、手先の姿勢を固定するように構成
してもよく、この場合、方向及び向き共に決定すること
ができ、姿勢を順運動学により得られる座標系に対して
固定することができる。例えば3個の光源とセンサを正
三角形にならないように配置し、マッチングするように
各々校正用ハンドと校正用治具に備えることにより、姿
勢を固定することができる。
Next, as described in (a) above, the calibration hand 3 and the calibration jig 5 are provided with at least three light sources or optical sensors at the apexes of the polygon,
Depending on the arrangement shape, the posture of the hand may be fixed, and in this case, both the direction and the direction can be determined, and the posture can be fixed with respect to the coordinate system obtained by forward kinematics. . For example, the posture can be fixed by disposing three light sources and sensors so as not to form an equilateral triangle, and equipping the calibration hand and the calibration jig so as to match each other.

【0092】次に、前述した(ロ)の如く、例えば図1
0に示すように、少なくとも2個以上の色の異なる光
源、例えば赤色光源12及び緑色光源13と、その色を
検知する色センサ、例えば赤色センサ14及び緑色セン
サ15を校正用治具5及び校正用ハンド3に備えるよう
に構成してもよく、この場合、光源2個の配置で方向を
固定することができるとともに、向きを固定することが
できる。
Next, as shown in (b) above, for example, as shown in FIG.
As shown in 0, at least two or more light sources having different colors, for example, a red light source 12 and a green light source 13, and a color sensor for detecting the color, for example, a red sensor 14 and a green sensor 15, are attached to the calibration jig 5 and the calibration. The hand 3 may be provided, and in this case, the direction can be fixed by arranging two light sources, and the direction can be fixed.

【0093】次に、前述した(ハ)の如く、例えば図1
1に示すように、一組の光源16と光センサ17を校正
用ハンド3及び校正用治具5各々に備えるように構成し
てもよく、この場合、一意に姿勢を固定することができ
る。次に、上記した力トルクセンサ及び光センサの出力
が一定量を超えた場合は、そのセンサ出力判断部とラン
プが点灯する機能を持たせるように構成してもよく、こ
の場合、視覚的に教示位置が正しいことを作業者に知ら
せることができる。
Next, as shown in (c) above, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a set of the light source 16 and the optical sensor 17 may be provided in each of the calibration hand 3 and the calibration jig 5, and in this case, the posture can be uniquely fixed. Next, when the output of the force torque sensor and the optical sensor exceeds a certain amount, the sensor output determination unit and the lamp may be configured to have a function of lighting, and in this case, visually. The operator can be notified that the teaching position is correct.

【0094】また、上記した力トルクセンサ及び光セン
サの出力が一定量を超えた場合は、そのセンサ出力判断
部と音が鳴る機能を持たせるように構成してもよく、こ
の場合、聴覚的に教示位置が正しいことを作業者に知ら
せることができる。次に、図12に示すように、校正用
治具5にオートツールチェンジャツールプレート7a及
びオートツールチェンジャマスタープレート7bから構
成されるオートツールチェンジャ7を備えるように構成
してもよく、この場合、ロボットの動作範囲内に容易
に、しかも高精度に校正用治具5を固定することができ
る。図12において、18〜21は各々Z軸移動テーブ
ル、ボールネジ、カップリング、モータである。また、
図12に示すように、校正用治具5の高さを、カップリ
ング20及びモータ21を介してボールネジ19に繋が
れたZ軸移動テーブル18により可変にするように構成
してもよく、この場合、作業台や部品供給用パレット等
の作業位置の高さに合わせて校正することで、Z方向の
撓みの影響を抑えることができ、作業位置において高精
度に校正を行うことができる。
Further, when the outputs of the above-described force torque sensor and optical sensor exceed a certain amount, the sensor output determination unit and the function of producing a sound may be provided. The operator can be notified that the teaching position is correct. Next, as shown in FIG. 12, the calibration jig 5 may be provided with an auto tool changer 7 including an auto tool changer tool plate 7a and an auto tool changer master plate 7b. In this case, It is possible to fix the calibration jig 5 easily and highly accurately within the operation range of the robot. In FIG. 12, 18 to 21 are a Z-axis moving table, a ball screw, a coupling, and a motor, respectively. Also,
As shown in FIG. 12, the height of the calibration jig 5 may be variable by the Z-axis moving table 18 connected to the ball screw 19 via the coupling 20 and the motor 21, and In this case, by performing calibration in accordance with the height of the work position such as the workbench or the component supply pallet, the influence of bending in the Z direction can be suppressed, and the work position can be highly accurately calibrated.

【0095】次に、上記校正用治具5の機能を作業台に
持たせ、即ち、例えば図3の作業台22に嵌め合いによ
る教示方法の教示穴、若しくは非接触の教示方法の
光源若しくはセンサを持たせるように構成してもよく、
この場合、校正用治具5の組立誤差や位置決め誤差の影
響を取り除いて作業台22上で高精度に校正を行うこと
ができるため、作業台22上の直線補間等を高精度に行
うことができ、横作業を行うことができる。また、上記
校正用治具5の機能を部品供給用パレットに持たせ、即
ち、例えば図3の部品供給用パレット23に、嵌め合い
による教示方法の教示穴、若しくは非接触の教示方法
の光源若しくはセンサを持たせるように構成してもよ
く、この場合、校正用治具5の組立誤差や位置決め誤差
の影響を取り除いて部品供給用パレット23上で高精度
に校正を行うことができるため、部品供給用パレット2
3上で高精度なパレタイズ座標を得ることができる。
Next, the workbench is provided with the function of the calibration jig 5, that is, the teaching hole of the teaching method by fitting the workbench 22 of FIG. 3 or the light source or sensor of the non-contact teaching method. May be configured to have,
In this case, the influence of the assembly error and the positioning error of the calibration jig 5 can be removed and the calibration can be performed on the workbench 22 with high accuracy. Therefore, the linear interpolation on the workbench 22 can be performed with high accuracy. Yes, you can do horizontal work. Further, the component supply pallet is provided with the function of the calibration jig 5, that is, the component supply pallet 23 of FIG. 3, for example, is provided with a teaching hole of a teaching method by fitting, or a light source of a non-contact teaching method. It may be configured to have a sensor. In this case, it is possible to eliminate the influence of the assembly error and the positioning error of the calibration jig 5 and perform the calibration with high accuracy on the component supply pallet 23. Supply pallet 2
It is possible to obtain highly accurate palletizing coordinates on 3.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば、組み付け誤差等によっ
て各々の関節に倒れを生じている手先の姿勢を変化させ
る際、3次元モデル等の複雑なモデルを用いることな
く、直角に配置した3点を姿勢を固定して教示し、その
内の1点を姿勢を変化させて教示する簡単な方法を行う
ことにより、手先の姿勢を変化させる機構が有する誤差
の影響を防いでアーム長と関節原点位置の校正を行うこ
とができ、少なくとも校正に用いる教示点の範囲内で絶
対位置精度を向上させることができるという効果があ
る。
According to the present invention, when the postures of the hands in which the respective joints are tilted due to an assembly error or the like are changed, they are arranged at right angles without using a complicated model such as a three-dimensional model. By performing a simple method of teaching a point with a fixed posture and changing one of the points to teach the posture, the influence of the error of the mechanism for changing the posture of the hand is prevented and the arm length and joint There is an effect that the origin position can be calibrated and the absolute position accuracy can be improved at least within the range of the teaching point used for the calibration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る一実施例の水平多関節型ロボット
の関節配置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a joint arrangement of a horizontal articulated robot according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す水平多関節型ロボットの校正方法を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a calibration method of the horizontal articulated robot shown in FIG.

【図3】本発明に適用できる部品供給用パレットと作業
エリアを共有する複数のロボットを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a plurality of robots sharing a work area with a component supply pallet applicable to the present invention.

【図4】本発明に適用できる2本の教示ピンを有する校
正用ハンドを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a calibration hand having two teaching pins applicable to the present invention.

【図5】本発明に適用できる教示穴を有する校正用治具
を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a calibration jig having a teaching hole applicable to the present invention.

【図6】本発明に適用できる校正用ハンドの形状を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a shape of a calibration hand applicable to the present invention.

【図7】本発明に適用できる校正用ハンドの形状を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing the shape of a calibration hand applicable to the present invention.

【図8】本発明に適用できる校正用ハンドの形状を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a shape of a calibration hand applicable to the present invention.

【図9】本発明に適用できる校正用ハンドの形状を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a shape of a calibration hand applicable to the present invention.

【図10】本発明に適用できる校正用ハンドに設けた2
個の色の異なる光源と校正用治具に設けたその光源の色
を検知する色センサを示す図である。
FIG. 10 is a view of a calibration hand that can be applied to the present invention.
It is a figure which shows the color sensor which detects the light source of each different color and the color of the light source provided in the calibration jig.

【図11】本発明に適用できる校正用ハンド及び校正用
治具各々に設けた一組の光源と光センサを示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a set of a light source and an optical sensor provided in each of a calibration hand and a calibration jig applicable to the present invention.

【図12】本発明に適用できる校正用治具に設けたオー
トツールチェンジャと校正用治具に設けた校正用治具の
高さ可変機構とを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an auto tool changer provided in a calibration jig applicable to the present invention and a height varying mechanism of the calibration jig provided in the calibration jig.

【図13】水平多関節型ロボットの関節配置を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a joint arrangement of a horizontal articulated robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ロボット 3 校正用ハンド 4 教示ピン 5 校正用治具 6 教示穴 7 オートハンドチェンジャ 7a オートツールチェンジャツールプレート 7b オートツールチェンジャマスタープレート 8 クッション 9 リモートセンタコンプライアンス 10 校正用プレート 11 オートツールチェンジャ 12 赤色光源 13 緑色光源 14 赤色センサ 15 緑色センサ 16 光源 17 光センサ 18 Z軸移動テーブル 19 ボールネジ 20 カップリング 21 モータ 22 作業台 23 部品供給用パレット 1, 2 robot 3 Calibration hand 4 Teaching pin 5 Calibration jig 6 teaching holes 7 Auto hand changer 7a Auto Tool Changer Tool Plate 7b Auto Tool Changer Master Plate 8 cushions 9 Remote Center Compliance 10 Calibration plate 11 Auto Tool Changer 12 Red light source 13 Green light source 14 Red sensor 15 Green sensor 16 light sources 17 Optical sensor 18 Z axis movement table 19 Ball screw 20 Coupling 21 motor 22 Workbench 23 Parts supply pallet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06 G05B 19/18 - 19/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B25J 3/00-3/04 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13/08 B25J 19 / 02-19/06 G05B 19/18-19/46

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】手先の姿勢を変化させる機構を有する水平
多関節型ロボットの校正方法において、直角に配置した
間隔が既知である3点を、順運動学によって得られる座
標系に対して手先の姿勢を固定して教示し、その内の1
点を手先の姿勢を変化させて教示することを特徴とする
水平多関節型ロボットの校正方法。
1. In a calibration method for a horizontal articulated robot having a mechanism for changing the posture of a hand, three points arranged at right angles and having known intervals are set in a coordinate system obtained by forward kinematics. Teaching with fixed posture, 1 of them
A method for calibrating a horizontal articulated robot, characterized by teaching points by changing the posture of a hand.
【請求項2】手先の姿勢を固定して教示する3点を、作
業エリアを共有する複数のロボット各々に共通に教示し
て校正を行うことを特徴とする請求項1記載の水平多関
節型ロボットの校正方法。
2. The horizontal multi-joint type according to claim 1, wherein three points for teaching with a fixed hand posture are commonly taught to each of a plurality of robots sharing a work area. Robot calibration method.
【請求項3】ロボットの動作範囲内に固定された校正用
治具にロボットに取り付けた校正用ハンドを嵌め合わ
せ、該校正用ハンドの形状により手先の姿勢を固定する
ことを特徴とする請求項1記載の水平多関節型ロボット
の校正方法。
3. A calibration hand fixed to the robot is fitted into a calibration jig fixed within the operating range of the robot, and the posture of the hand is fixed by the shape of the calibration hand. 1. A method for calibrating a horizontal articulated robot according to 1.
【請求項4】前記校正用治具若しくは前記校正用ハンド
に力トルクセンサを配置することにより、教示位置のず
れを検知することを特徴とする請求項3記載の水平多関
節型ロボットの校正方法。
4. A method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 3, wherein a displacement of the teaching position is detected by disposing a force torque sensor on the calibration jig or the calibration hand. .
【請求項5】ロボットの動作範囲内に固定された校正用
治具に光源若しくは該光源の光を検知するセンサを配置
し、ロボットに取り付けた校正用ハンドにその他方を配
置することにより非接触で手先の姿勢を固定すること特
徴とする請求項1記載の水平多関節型ロボットの校正方
法。
5. A non-contact by arranging a light source or a sensor for detecting the light of the light source on a calibration jig fixed within the operation range of the robot and arranging the other on a calibration hand attached to the robot. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 1, wherein the posture of the hand is fixed with.
【請求項6】前記校正用治具及び前記校正用ハンドを配
置した光源若しくは前記センサの配置状態により手先の
姿勢を固定することを特徴とする請求項5記載の水平多
関節型ロボットの校正方法。
6. The method of calibrating a horizontal articulated robot according to claim 5, wherein the posture of the hand is fixed by the arrangement state of the light source or the sensor on which the calibration jig and the calibration hand are arranged. .
【請求項7】前記校正用治具及び前記校正用ハンドに少
なくとも2個以上の色の異なる光源及び該光源の光色を
検知する色センサを配置し、該光源の配置状態により手
先の姿勢を固定することを特徴とする請求項5記載の水
平多関節型ロボットの校正方法。
7. At least two light sources of different colors and a color sensor for detecting the light color of the light source are arranged on the calibration jig and the calibration hand, and the posture of the hand is determined by the arrangement state of the light source. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 5, characterized in that the robot is fixed.
【請求項8】前記校正用治具及び前記校正用ハンド各々
に少なくとも一組の前記光源と前記センサを配置するこ
とにより、手先の姿勢を固定することを特徴とする請求
項5記載の水平多関節型ロボットの校正方法。
8. The horizontal multi-arm according to claim 5, wherein the posture of the hand is fixed by disposing at least one set of the light source and the sensor in each of the calibration jig and the calibration hand. Calibration method for an articulated robot.
【請求項9】前記センサの出力が一定量を超えた場合
は、ランプが点灯することを特徴とする請求項4,5記
載の水平多関節型ロボットの校正方法。
9. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 4, wherein a lamp is turned on when the output of the sensor exceeds a certain amount.
【請求項10】前記センサの出力が一定量を超えた場合
は、音が鳴ることを特徴とする請求項4,5記載の水平
多関節型ロボットの校正方法。
10. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 4, wherein a sound is emitted when the output of the sensor exceeds a certain amount.
【請求項11】前記校正用治具にオートツールチェンジ
ャを配置することにより、ロボットの動作範囲内に前記
校正用治具を固定することを特徴とする請求項3,5記
載の水平多関節型ロボットの校正方法。
11. The horizontal multi-joint type according to claim 3, wherein the calibration jig is fixed within the operation range of the robot by disposing an auto tool changer on the calibration jig. Robot calibration method.
【請求項12】前記校正用治具の高さを可変にすること
により、作業位置の高さに合わせて校正することを特徴
とする請求項3,5記載の水平多関節型ロボットの校正
方法。
12. A method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 3, wherein calibration is performed according to the height of the work position by varying the height of the calibration jig. .
【請求項13】前記校正用治具の機能を作業台に持たせ
ることを特徴とする請求項2,3,5記載の水平多関節
型ロボットの校正方法。
13. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 2, wherein the workbench is provided with the function of the calibrating jig.
【請求項14】前記校正用治具の機能を部品供給用パレ
ットに持たせることを特徴とする請求項2,3,5記載
の水平多関節型ロボットの校正方法。
14. The method for calibrating a horizontal articulated robot according to claim 2, wherein the component supply pallet has the function of the calibration jig.
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