JP7087575B2

JP7087575B2 - ６軸ロボットの姿勢調整方法

Info

Publication number: JP7087575B2
Application number: JP2018068175A
Authority: JP
Inventors: 岳士日下; ナットタンドアン
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: CN110315531B; KR20190114756A; CN110315531A; JP2019177451A; US20190299417A1; KR102309861B1; US11420332B2

Description

本発明は６軸ロボットの姿勢調整方法に関する。

多関節ロボットとして６軸ロボットが知られている。６軸ロボットの各軸の原点位置の較正は、６軸ロボットが作業者により組み立てられた後に行われる。特許文献１には、６軸ロボットの原点位置を較正する方法が開示されている。
特許文献１の６軸ロボットは、ロボット設置面から順に第１軸～第６軸を有し、第１軸の回転軸がロボット設置面と直交し、第２軸の回転軸が第１軸の回転軸と直交し、第２軸の回転軸と第３軸の回転軸と第５軸の回転軸とが平行で、第５軸の回転軸が第４軸の回転軸及び第６軸の回転軸と同一点で直交し、第１軸の回転軸を含み第２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されている。そして、特許文献１の較正方法では、第４軸を１８０度回転させる工程と、第５軸を所定角度の２倍回転させる工程と、第５軸をさらに回転させて誤差角度を導出する工程と、誤差角度に上記所定角度を加算して第５軸の原点位置を較正する工程と、を順次行うことにより、６軸ロボットの第５軸の原点位置を較正している。

特開２００９－２７４１８６号公報

特許文献１の技術では、上記所定角度を得るために第４軸の回転軸と第６軸の回転軸とが形成する角度を計測する必要がある。また、上記誤差角度を導出するために、ます、測定姿勢での測定点の座標と第５軸を所定角度の２倍回転させた後の測定点の座標とを結ぶ線分を導出する必要がある。さらに、導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように第５軸を回転させる必要がある。よって、第５軸の原点位置の較正のための作業が煩雑で、較正を短時間で行うことは難しい。また、ロボット全体の姿勢を較正するとなると、さらに作業が煩雑で、較正を短時間で行うことは難しい。
本発明は、上記した課題を解決するものであり、その目的は、６軸ロボットの姿勢を調整するための調整量を簡単な手法で決定することができる方法を提供することである。

本発明の１つの態様による６軸ロボットの姿勢調整方法は、ロボット設置面に略垂直な方向に起立する６軸ロボットの姿勢を調整する方法であって、前記６軸ロボットのうち、前記略垂直な方向において異なる高さにある３軸の軸中心位置を特定するステップと、前記３軸のうちの前記ロボット設置面から遠い２軸を回転中心としてそれぞれ描いた２つの円弧を含む２つの面を特定するステップと、前記２つの円弧のうち、前記ロボット設置面から遠い方の円弧上の所定点の位置を特定するステップと、特定された前記３軸の軸中心位置と、前記２つの面と、前記所定点の位置とに基づいて、前記３軸の回転方向の角度調整量と、前記２軸の間に延びる軸の回転方向の角度調整量とを決定するステップと、を有する。

本発明によれば、６軸ロボットの姿勢を調整するための調整量を簡単な手法で決定することができる。

本発明の実施形態に係る６軸ロボットの斜視図。実施形態の６軸ロボットの左側面図。初期誤差が調整される前の６軸ロボットの正面図。初期誤差が調整された後の６軸ロボットの正面図。実施形態の角度調整方法を説明する概略正面。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための実施形態を詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置やシステムの構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されない。

（ロボットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるロボット１の斜視図である。説明の便宜上、図１の上方向をＺ方向と称し、左方向をＹ方向と称し、手前方向をＸ方向と称する。Ｚ方向は、ロボット１の高さ方向である。また、Ｚ方向と反対の方向を下方と称し、Ｚ方向と同じ方向を上方と称する。図２は、図１に示すロボット１の左側面図である。

本実施形態のロボット１は、所定の製品の組立や製造等に用いることができる６軸ロボットであり、例えば、組立ラインや製造ラインに設置されて使用される。図１及び図２に示すように、ロボット１は、６個の回転関節部２Ａ～２Ｆと２個のアーム３Ａ、３Ｂとを備えている。以下の記載において、６個の回転関節部２Ａ～２Ｆは、ロボット設置面４側から、第１回転関節部２Ａ、第２回転関節部２Ｂ、第３回転関節部２Ｃ、第４回転関節部２Ｄ、第５回転関節部２Ｅおよび第６回転関節部２Ｆと称する。また、２本のアーム３Ａ、３Ｂは、ロボット設置面４側から、第１アーム３Ａおよび第２アーム３Ｂと称する。図１は、ロボット１がロボット設置面４に略垂直な方向に起立している状態を示している。

ロボット１は、ロボット１の基端部分を構成する支持部材５を備えている。支持部材５は設置面４に固定される。第１回転関節部２Ａは、支持部材５に相対回動可能に連結されている。
第１アーム３Ａ及び第２アーム３Ｂは、細長い円筒状に形成されている。第２アーム３Ｂの外径は、第１アーム３Ａの外径よりも小さい。また、第２アーム３Ｂの長さは、第１アーム３Ａの長さよりも短い。

第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂは相対回動可能に連結され、第２回転関節部２Ｂと第１アーム３Ａの基端（下端）は固定されている。第１アーム３Ａの先端と第３回転関節部２Ｃは固定され、第３回転関節部２Ｃと第４回転関節部２Ｄは相対回動可能に連結されている。第４回転関節部２Ｄと第２アーム３Ｂの下端は相対回動可能に連結され、第２アーム３Ｂの先端と第５回転関節部２Ｅは固定されている。第５回転関節部２Ｅと第６回転関節部２Ｆは相対回動可能に連結されている。第６回転関節部２Ｆには、エンドエフェクタ等（図示せず）が相対回動可能に取り付け可能な取付部７が設けられている。

なお、本実施形態では、第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂと第３回転関節部２Ｃとがほぼ同じ構造を有し、第４回転関節部２Ｄと第５回転関節部２Ｅと第６回転関節部２Ｆとがほぼ同じ構造を有する。よって、図１及び図２に示すように、第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂと第３回転関節部２Ｃとがほぼ同じ大きさで形成され、第４回転関節部２Ｄと第５回転関節部２Ｅと第６回転関節部２Ｆとがほぼ同じ大きさで形成されている。また、第４回転関節部２Ｄ、第５回転関節部２Ｅおよび第６回転関節部２Ｆは、第１回転関節部２Ａ、第２回転関節部２Ｂおよび第３回転関節部２Ｃよりも小さい。
ただし、第１回転関節部２Ａ、第２回転関節部２Ｂおよび第３回転関節部２Ｃと、第４回転関節部２Ｄ、第５回転関節部２Ｅおよび第６回転関節部２Ｆとは、大きさが相違する点を除けば同様な構成を有している。

（回転関節部の構成）
第１回転関節部２Ａ～第６回転関節部２Ｆのそれぞれは、モータ（図示せず）と、モータに連結される減速機（図示せず）と、モータの回転位置を検出するための位置検出機構（図示せず）と、モータおよび位置検出機構が電気的に接続される回路基板（図示せず）と、モータと減速機と位置検出機構と回路基板とが収容されるケース体６Ａ～６Ｆとを備えている。各モータは、モータを制御するコントローラ（図示せず）に無線または有線で接続されいる。

（回転関節部とアームの連結構造）
支持部材５と第１回転関節部２Ａとは、第１回転関節部２Ａの出力側部材（図示せず）が支持部材５に固定されることで連結されている。第１回転関節部２Ａの中心軸１０Ａと支持部材５の中心軸とが一致するように支持部材５と第１回転関節部２Ａとが連結されている。
第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂとは、第１回転関節部２Ａの中心軸１０Ａと第２回転関節部２Ｂの中心軸１０Ｂとが直交するように連結されている。また、第１回転関節部２Ａのケース体６Ａと第２回転関節部２Ｂのフランジ部１１Ｂとが直接固定されている。
このように、第１回転関節部２Ａの中心軸１０Ａと第２回転関節部２Ｂの中心軸１０Ｂとが直交するように、第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂのフランジ部１１Ｂとが直接固定される。また、支持部材５に対して、第１回転関節部２Ａの中心軸１０Ａを回動軸として、第１回転関節部２Ａと第２回転関節部２Ｂが回動できる。

第２回転関節部２Ｂと第１アーム３Ａとは、第２回転関節部２Ｂの中心軸１０Ｂと第１アーム３Ａの長手方向の中心軸とが直交するように連結されている。また、第２回転関節部２Ｂのケース体６Ｂに第１アーム３Ａの下端が固定されている。
第１アーム３Ａと第３回転関節部２Ｃとは、第１アーム３Ａの長手方向の中心軸と第３回転関節部２Ｃの中心軸１０Ｃとが直交するように連結されている。また、第３回転関節部２Ｃのケース体６Ｃに第１アーム３Ａの先端が固定されている。中心軸１０Ｃは、中心軸１０Ｂに平行である。

第３回転関節部２Ｃと第４回転関節部２Ｄとは、第３回転関節部２Ｃの中心軸１０Ｃと第４回転関節部２Ｄの中心軸１０Ｄとが直交するように連結されている。また、第４回転関節部２Ｄのケース体６Ｄの取付面９Ｄと第３回転関節部２Ｃのフランジ部１１Ｃとが、第３回転関節部２Ｃの中心軸１０Ｃに所定の厚さ（長さ）を有する連結部材１２を介して固定されている。中心軸１０Ｄと中心軸１０Ａは同軸上にある。
第４回転関節部２Ｄと第２アーム３Ｂとは、第４回転関節部２Ｄの中心軸１０Ｄと第２アーム３Ｂの長手方向の中心軸とが一致するように連結されている。また、第４回転関節部２Ｄのフランジ部１１Ｄに第２アーム３Ｂの下端が固定されている。
よって、第１アーム３Ａに対して、第３回転関節部２Ｃの中心軸１０Ｃを回動軸として第２アーム３Ｂが回動できる。

第２アーム３Ｂと第５回転関節部２Ｅとは、第２アーム３Ｂの長手方向の中心軸と第５回転関節部２Ｅの中心軸１０Ｅとが直交するように連結されている。また、第５回転関節部２Ｅのケース体６Ｅに第２アーム３Ｂの先端が固定されている。中心軸１０Ｅは、中心軸１０Ｂと中心軸１０Ｃに平行である。
第５回転関節部２Ｅと第６回転関節部２Ｆとは、第５回転関節部２Ｅの中心軸１０Ｅと第６回転関節部２Ｆの中心軸１０Ｆとが直交するように連結されている。また、第６回転関節部２Ｆのケース体６Ｆの取付面９Ｆと第５回転関節部２Ｅのフランジ部１１Ｅとが直接固定されている。

よって、第１アーム３Ａに対して第３回転関節部２Ｃの中心軸１０Ｃを回動軸とする相対回動が可能となっている第２アーム３Ｂは、第１回転関節部２Ａの中心軸１０Ａを含む平面上で回動し得る。また、第２アーム３Ｂは、中心軸１０Ｃを中心として回動する際に、第１回転関節部２Ａと第５回転関節部２Ｅとが干渉しないように、第１アーム３Ａよりも短くなっている。

（初期誤差）
ロボットは作業者により組み立てられて、初期姿勢（理想的には、例えば、図４に示すような直立の姿勢）にされる。そして、初期姿勢の状態から、所謂、キャリブレーションが行われる。本明細書では、初期姿勢を補正（調整）することを初期誤差の補正と称し、初期姿勢が確定した後に行われる補正をキャリブレーションと称する。
一般的に、ロボット組み立て直後の初期姿勢は、ある程度の誤差（初期誤差）を含む。特に、ロボットの回転関節部は回転しやすいので、ロボットの初期姿勢において、回転関節部の中心軸回りの角度が設計値とは異なってしまう場合（角度誤差）が生ずる。また、組み立て後に、作業者の目視や冶具により、ロボットの初期姿勢を調整することもあるが、ロボットの初期姿勢を調整した後においても、ロボットの初期姿勢は誤差（初期誤差）を有している場合がある。

ロボットの初期姿勢が確定した後、キャリブレーションを行う。しかし、キャリブレーションは収束演算を利用するので、初期誤差が大きい場合、演算が発散してしまうことがある。キャリブレーションで使用するアルゴリズムによっては、初期誤差に非常に敏感な場合もある。また、初期誤差が大きい場合、キャリブレーションの演算に長時間を要することもある。図３は、初期誤差を含むロボット１の正面図である。
本実施形態では、初期誤差を無くすまたは小さくする方法を説明する。初期誤差を小さくすれば、その後に行われるキャリブレーション演算がスムースに進む。つまり、キャリブレーションの演算時間を短くすることができる。なお、初期誤差の理解を容易にするために、図３の初期誤差は誇張して描かれている。

（回転関節部の位置の測定・取得）
本実施形態では、ロボットの初期姿勢において、図３のような初期誤差がある場合に、ロボットの初期姿勢を調整して、図４のような初期姿勢にする。以下、ロボットの初期姿勢を調整する方法を図５を用いて説明する。
図５は組み立て直後のロボット１の概略正面図であり、図５において、点Ｐ２は中心軸１０Ｂの位置であり、点Ｐ３は中心軸１０Ｃの位置（軸中心位置）であり、点Ｐ５は中心軸１０Ｅの位置である。図５の左方向がＹ軸のプラス方向で、右方向がＹ軸のマイナス方向である。本実施形態では、位置計測器としてレーザトラッカを使用する。レーザトラッカから発せられるレーザを反射するミラーは、エンドエフェクタ取付部７上の位置Ｍに取り付けられているとする。位置Ｍはロボットの頂部の位置であり、点Ｐ６とも表す場合もある。なお、図５はロボット１の初期姿勢を調整する方法の原理を説明するための図であり、初期誤差は極小に描かれている。

まず、組み立て直後のロボット１において、点Ｐ３と点Ｐ５を固定し、点Ｐ２を中心として第１アーム３ＡをＹ軸方向に動かす。この際、コントローラが第２回転関節部２Ｂのモータへ回転指示を出し、それ以外の回転関節部（第１回転関節部２Ａ，第３回転関節部２Ｃ、第４回転関節部２Ｄ、第５回転関節部２Ｅ及び第６回転関節部２Ｆ）のモータへ停止指示を出す。点Ｐ３と点Ｐ５を固定するとは、図５のようにロボット１を正面から見た場合に、点Ｐ３と点Ｐ５を中心とした回動が起きないようにすることを意味する。

コントローラからの指示に基づいて、第１アーム３Ａは、例えば、Ｙ軸のプラス方向に２０度動かされ、ロボット頂部（図２の位置Ｍまたは点Ｐ６）は点Ｐ２１の位置で止まる。点Ｐ３と点Ｐ５が固定されているので、第１アーム３Ａと第２アーム３Ｂは一緒に動く。この状態で、点Ｐ２１の位置をレーザトラッカにより計測する。その後、コントローラからの指示に基づいて、第１アーム３ＡはＹ軸のマイナス方向に４０度動かされ、ロボット頂部は点Ｐ２３で止まる（－２０度の位置）。この状態で、点Ｐ２３の位置をレーザトラッカにより計測する。そして、コントローラからの指示に基づいて、第１アーム３ＡはＹ軸方向の＋０度に戻され（つまり、点Ｐ２２の位置に移動させられ）、ロボット頂部は点Ｐ２２で止まる。点Ｐ２２の位置をレーザトラッカにより計測する。このようにして、点Ｐ２を中心とした円弧Ｒ１上の３点（Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３）の位置を取得する。点Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３の位置が取得できると、回転中心である点Ｐ２の位置（座標値）が算出できる。点Ｐ２の位置の算出は、例えば、レーザトラッカが行う。
点Ｐ２の位置を算出する際に、点Ｐ３及び点Ｐ５を固定しているので、点Ｐ３及び点Ｐ５に初期誤差があっても、位置Ｍまたは点Ｐ６の軌道は常に円になる。従って、点Ｐ２の位置（Ｚ軸座標位置）の算出は、点Ｐ３及び点Ｐ５の初期誤差の影響を受けず、点Ｐ２の理想の位置（設計値）と比較するのに十分に正確な値となる。

次に、点Ｐ２と点Ｐ５を固定し、点Ｐ３を中心として第２アーム３ＢをＹ軸方向に動かす。この際、コントローラは第３回転関節部２Ｃのモータへ回転指示を出し、それ以外の回転関節部のモータへ停止指示を出す。コントローラからの指示に基づいて、第２アーム３ＢはＹ軸のプラス方向に動かされ、ロボット頂部は点Ｐ３１の位置で止まる。この状態で、点Ｐ３１の位置をレーザトラッカにより計測する。その後、第２アーム３ＢをＹ軸のマイナス方向に動かし、ロボット頂部を点Ｐ３３で止める。この状態で、点Ｐ３３の位置をレーザトラッカにより計測する。そして、第２アーム３ＢをＹ軸方向の＋０度に戻し（つまり、ロボット頂部を点Ｐ３２の位置に移動し）、点Ｐ３２の位置をレーザトラッカにより計測する。このようにして、点Ｐ３を中心とした円弧Ｒ２上の３点（Ｐ３１、Ｐ３２及びＰ３３）の位置を取得する。点Ｐ３１、Ｐ３２及びＰ３３の位置が取得できると、回転中心である点Ｐ３の位置が算出できる。なお、Ｐ３２の位置はＰ２２と同じであるので、レーザトラッカによる位置計測は省略してもよい。

最後に、点Ｐ２と点Ｐ３を固定し、点Ｐ５を中心としてエンドエフェクタ取付部７をＹ軸方向に動かす。この際、コントローラが第５回転関節部２Ｅのモータへ回転指示を出し、それ以外の回転関節部のモータへ停止指示を出す。コントローラからの指示に基づいて、エフェクタ取付部７はＹ軸のプラス方向に動かされ、ロボット頂部は点Ｐ５１の位置で止まる。この状態で、点Ｐ５１の位置をレーザトラッカにより計測する。その後、エフェクタ取付部７をＹ軸のマイナス方向に動かし、ロボット頂部を点Ｐ５３で止める。この状態で、点Ｐ５３の位置をレーザトラッカにより計測する。そして、エフェクタ取付部７をＹ軸方向の＋０度に戻し（つまり、ロボット頂部を点Ｐ５２の位置に移動し）、点Ｐ５２の位置をレーザトラッカにより計測する。このようにして、点Ｐ５を中心とした円弧Ｒ３上の３点（Ｐ５１、Ｐ５２及びＰ５３）の位置を取得する。点Ｐ５１、Ｐ５２及びＰ５３の位置が取得できると、回転中心である点Ｐ５の位置が算出できる。なお、Ｐ５２の位置はＰ２２と同じであるので、レーザトラッカによる位置計測は省略してもよい。

第１アーム３Ａの長手方向中心線の傾斜角（垂直方向からのずれ）と、第２アーム３Ｂの長手方向中心線の傾斜角は無視できるので、点Ｐ２、点Ｐ３及び点Ｐ５は１つの平面上に位置する。この平面はＺ軸とＹ軸で規定される面と平行な面である。

（ロボットの初期姿勢の調整）
次に、ロボット１の初期姿勢を調整する方法について説明する。ロボット１を正面から見た場合、図３のように初期誤差を有するロボット１が図４のような姿勢になれば、その後に行われるキャリブレーションが短時間でできる。よって、ロボット１が図３から図４のような姿勢になることを「ロボットの初期姿勢の調整」と称する。点Ｐ２、Ｐ３及びＰ５の理想の位置（設計座標）は、予め分かっているとする。
ロボット１の組み立て時における回転関節部２Ｂ、２Ｃ及び２Ｅの角度誤差をそれぞれｄｔｈ２、ｄｔｈ３及びｄｔｈ５と表すと、回転関節部２Ｂ、２Ｃ及び２Ｅの角度誤差は、以下の（式１）～（式５）により求められる。角度誤差ｄｔｈ２、ｄｔｈ３及びｄｔｈ５は、ロボット１を正面から見た場合の、垂直方向から角度ずれである。

なお、（式１）～（式５）において、Ｐ３ｚは点Ｐ３のＺ軸座標位置であり、Ｐ２ｚは点Ｐ２のＺ軸座標位置であり、Ｐ３ｘは点Ｐ３のＸ軸座標位置であり、Ｐ２ｘは点Ｐ２のＸ軸座標位置である。Ｐ６ｚは点Ｐ６のＺ軸座標位置であり、Ｐ６ｘは点Ｐ６のＸ軸座標位置であり、Ｐ５ｚは点Ｐ５のＺ軸座標位置であり、Ｐ５ｘは点Ｐ５のＸ軸座標位置である。また、ｄｔｈ４は回転関節部２Ｄの角度誤差であり、ｄｔｈ４は点Ｐ５１、Ｐ５２、Ｐ５３で規定される面（円弧Ｒ３を含む面）と、点Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３で規定される面（円弧Ｒ２を含む面）との間の角度として計算できる。ｄｔｈ４の値を取得するには、これら２つの面の法線ベクトル間の角度を取得すれるだけでよい。ｄｔｈ２～ｄｔｈ５の計算は、例えば、レーザトラッカが行う。ｄｔｈ２～ｄｔｈ５は、ロボット１の初期誤差を無くすための角度調整量である。ｓｇｍ３は点Ｐ５から点Ｐ３への方向ベクトルの傾きの角度であり、ｓｇｍ６は点Ｐ５から点Ｐ６への方向ベクトルの傾きの角度である。ｄ５は第５回転関節部２Ｅと第６回転関節部２Ｆとを連結する長さの設計値である。ｄ５は、図２において、中心軸１０Ｄと１０Ｅの交点から点Ｐ５までの距離である。初期誤差を含むロボットのｄ５の実測値と設計値とは異なるが、ｄ５の実測値と設計値との差は限りなく微小であるため、本実施形態では設計値を用いている。なお、ｄ５は初期誤差を含む実測値を用いてもよい。
なお、第１回転関節部２Ａ及び第６回転関節部２Ｆの角度誤差は、ロボット１を図４のような姿勢にする際には無関係であるので、本実施形態では考慮しない。

ｄｔｈ２～ｄｔｈ５が計算された後、例えば、レーザトラッカが、角度誤差ｄｔｈ２～ｄｔｈ５を電気信号（パルス）に変換し、当該パルスをコントローラに送信する。コントローラは、受信したパルスに基づいて、回転関節部２Ｂ～２Ｅのモータに回転指示を送る。当該回転指示に基づいて、回転関節部２Ｂ～２Ｅのモータが回転すると、回転関節部２Ｂ～２Ｅの角度誤差（初期誤差）が無くなる。
初期誤差が無くなると、図４に示すように、第１アーム３Ａと第２アーム３Ｂは設置面から垂直に延びるようになり、第１アーム３Ａと第２アーム３Ｂの角度（正面視）は略１８０度になる。

（実施形態１の効果）
本実施形態によれば、（式１）～（式５）に基づいてｄｔｈ２～ｄｔｈ５を決定することができる。よって、６軸ロボットの初期姿勢を調整するための角度調整量を簡単な手法で決定することができる。

（変形例）
上記した本実施形態では点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５の位置を算出する際に、円弧上の３点（例えば、Ｐ２１、Ｐ２２及びＰ２３）の位置を計測・取得したが、本実施形態はこのような計測に限定されない。例えば、点Ｐ２を中心とした円弧上の５点の位置を計測し、当該５点の位置に基づいて、点Ｐ２の位置を算出してもよい。
また、位置計測器としてレーザトラッカを使用したが、その他の位置計測器を使用してもよい。
上記した実施形態では、ロボットが組み立てられた直後の姿勢（初期姿勢）は図３（図４）のような直立姿勢であるとしたが、直立姿勢以外の姿勢を初期姿勢としてもよい。

１…６軸ロボット、２Ｂ…第２回転関節部、２Ｃ…第３回転関節部、２Ｅ…第５回転関節部、４…ロボット設置面、１０Ｃ～１０Ｅ…中心軸、Ｒ２、Ｒ３…円弧、ｄｔｈ２～ｄｔｈ５…角度誤差

Claims

ロボット設置面に略垂直な方向に起立する６軸ロボットの姿勢を調整する方法であって、
前記６軸ロボットのうち、前記略垂直な方向において異なる高さにある３軸の軸中心位置を特定するステップと、
前記３軸のうちの前記ロボット設置面から遠い２軸を回転中心としてそれぞれ描いた２つの円弧を含む２つの面を特定するステップと、
前記２つの円弧のうち、前記ロボット設置面から前記軸中心位置が遠い方の円弧上の前記６軸ロボットの頂部である所定点の位置を特定するステップと、
特定された前記３軸の軸中心位置と、前記２つの面と、前記６軸ロボットの頂部である前記所定点の位置とに基づいて、前記３軸の回転方向の角度調整量と、前記２軸の間に延びる軸の回転方向の角度調整量とを決定するステップと、
を有する方法。
前記角度調整量を決定するステップは、前記６軸ロボットのキャリブレーションを行う前に行う請求項１に記載の方法。
前記６軸ロボットは、
前記ロボット設置面から順に第１、第２、第３、第４、第５及び第６回転関節部を有し、
前記３軸は、
前記第２回転関節部の回転軸と、
前記第３回転関節部の回転軸と、
前記第５回転関節部の回転軸である請求項１または２に記載の方法。
前記角度調整量は、
前記垂直な方向と、前記第２回転関節部から前記第３回転関節部に延びる第１アームとの角度差をゼロにする量である請求項３に記載の方法。
前記角度調整量は、
前記垂直な方向と、前記第４回転関節部から前記第５回転関節部に延びる第２アームとの角度差をゼロにする量である請求項３または４に記載の方法。
前記第２回転関節部の回転軸の軸中心位置を特定するステップは、
前記第３回転関節部と前記第５回転関節部とを固定した状態で、前記第２回転関節部の回転軸の現在の軸中心位置を中心にして前記６軸ロボットの先端が描く円弧上の少なくとも３点から前記第２回転関節部の回転軸の軸中心位置を算出するステップを含む、請求項３～５のいずれか１項に記載の方法。
前記第３回転関節部の回転軸の軸中心位置を特定するステップは、
前記第２回転関節部と前記第５回転関節部とを固定した状態で、前記第３回転関節部の回転軸の現在の軸中心位置を中心にして前記６軸ロボットの先端が描く円弧上の少なくとも３点から前記第３回転関節部の回転軸の軸中心位置を算出するステップを含む、請求項３～６のいずれか１項に記載の方法。
前記第５回転関節部の回転軸の軸中心位置を特定するステップは、
前記第２回転関節部と前記第３回転関節部とを固定した状態で、前記第５回転関節部の回転軸の現在の軸中心位置を中心にして前記６軸ロボットの先端が描く円弧上の少なくとも３点から前記第５回転関節部の回転軸の軸中心位置を算出するステップを含む、請求項３～７のいずれか１項に記載の方法。
前記円弧上の少なくとも３点を、レーザトラッカを使用して取得するステップをさらに有する請求項６～８のいずれか１項に記載の方法。
ロボット設置面に略垂直な方向に起立する６軸ロボットの姿勢を調整する装置であって、
前記６軸ロボットのうち、前記略垂直な方向において異なる高さにある３軸の軸中心位置を特定する第１特定部と、
前記３軸のうちの前記ロボット設置面から遠い２軸を回転中心としてそれぞれ描いた２つの円弧を含む２つの面を特定する第２特定部と、
前記２つの円弧のうち、前記ロボット設置面から前記軸中心位置が遠い方の円弧上の前記６軸ロボットの頂部である所定点の位置を特定する第３特定部と、
特定された前記３軸の軸中心位置と、前記２つの面と、前記６軸ロボットの頂部である前記所定点の位置とに基づいて、前記３軸の回転方向の角度調整量と、前記２軸の間に延びる軸の回転方向の角度調整量とを決定する決定部と、
を備える装置。