JPH01246089A - ロボットの作動位置較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、電源投入直後や部品交換直後にロボットの
作動位置を較正するための方法に関するものである。

（従来の技術） ロボットは通常、複数種類の単位動作を単独で、あるい
は組合わせて行うことにより、作業に適したハンドを指
示された位置に移動させて作業を行う。

このため、指示したハンドの位置と実際のハンドの位置
とは一致する必要があり、ロボットの電源投入直後や、
駆動部あるいは位置検出部の部品を交換した直後は、ハ
ンドの実際の位置と指示位置とを一致させるための較正
が必要となる。

かかる較正は従来、例えば第４図に示す如き多関節型ロ
ボットの場合は、作業用のハンドに換えて手首１に較正
治具２を高精度に位置決めして取付ける一方、床面等に
固定されるベース３にも、較正治具２と嵌合可能でその
嵌合により較正治具２の三次元方向の位置および姿勢を
特定する較正治具４を、これも高精度に位置決めして取
付け、しかる後、ロボットに、その腰５、腕６，７およ
び手首１をそれぞれ回動させるという単位動作を手動操
作により行わせ、それらの単位動作を組合わせることに
て、較正治具２を較正治具４に嵌合させ、その嵌合状態
にふける腰５．腕６，７、手首１の各単位動作の作動位
置を基準位置、例えば０点として、それらの動作を行わ
せる駆動機構に設けたエンコーダの出力の計数を開始す
るという作業で行っていた。

（発明が解決しようとする問題点ン しかしながら、上記従来の較正方法では、較正の際の較
正治具２，４の取付けやこれらを嵌合させるための手動
操作に極めて手間がかかるという問題があり、この問題
の解決のため、手首１に高精度の接触式センサを取付け
る一方、所定位置に基準面を設けて、ロボットの所定プ
ログラムに基づく作動によりその接触式サンサを基準面
に接触させ、その接触時のロボットの作動位置を基準と
して較正を行う方法も行われているが、かかる方法でも
、接触式センサの取付けに手間がかかるとともに接触式
センサ自体が高価なためコストが嵩むという問題があっ
た。

この発明は上述の問題点を有利に解決した方法を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のロボットの作動位置較正方法は、ロボットの
作動位置を較正するに際し、あらかじめ前記ロボットの
単位動作毎に、その単位動作により互いに当接可能な二
面を対をなす基準面として設けておき、前記対をなす基
準面同士を前記単位動作により所定の押圧力で互いに当
接させ、前記当接状態を作動位置の基準として前記単位
動作毎の作動位置を較正することを特徴とする。

（作　用） かかる方法によれば、単位動作毎に、対をなす基準面同
士を所定押圧力で当接させて作動位置を較正するのみで
、ロボット全体についての作動位置を較正することがで
きるので、極めて簡単にかつ短時間でロボットの作動位
置を較正することができる。

（実施例） 以下に、この発明を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、この発明のロボットの作動位置較正方法の一
実施例を適用した直交座標型ロボットを一部切欠いて示
す斜視図であり、図中１１は、フレーム等に固定される
固定ベースを示す。

この固定ベース１１内には、その長手方向へ延在する二
本のガイド（図では一方のみ示す）１２が固定されると
ともに、同じく長手方向へ延在するボールねじ１３が枢
支されてふり、ボールねじ１３の一端部は、固定ベース
１１の外側に固定された、減速機付きのＸ軸サーボモー
タ１４の出力軸に結合されている。そしてこのＸ軸サー
ボモータ１４にはまたアブソリュートエンコーダ１５が
設けられており、このアブソリニートエンコーダ１５は
、Ｘ軸サーボモータ１４の出力軸、ひいてはボールねじ
１３の回転角度を検知して出力する。

固定ベース１１内にはまた移動ブロック１６が配置され
ており、この移動ブロック１６には、ガイド１２にその
延在方向へ移動可能に嵌合するボール循環式の図示しな
いスライダが固定されるとともに、ボールねじ１３に螺
合するボール循環式の図示しないナツトが固定されてい
る。

従って、上記ガイド１２およびスライダは案内機構を、
またボールねじ１３およびナツトは駆動機構をそれぞれ
構成し、かかる構成によりここでは、アブソリュートエ
ンコーダ１５の出力信号をフィードバックしながらＸ軸
サーボモータ１４を作動させることにて、移動ブロック
１６を固定ベース１１の長手方向であるＸ軸方向（図中
矢印Ｘで示す）へガイドＩ２の案内下で所定量移動させ
るという単位動作を行うことができる。

固定ベース１１にはさらに、移動ブロック１６の移動範
囲に対応する孔１１ａが互いに対抗する位置に形成され
ており、移動ブロック１６にはそれらの孔１１ａを貫通
して固定ベース１１の長手方向と直交する方向へ延在す
る腕ホルダ１７が固定されている。

この腕ボルダ１７内には、その延在方向へ、腕ホルダ１
７内に嵌まり合う腕１８を伸縮可能に支持する、固定ベ
ース１１内のものと同様のガイドおよびスライダを用い
た図示しない案内機構が設けられるとともに、腕１８を
伸縮駆動する、固定ベース１１内のものと同様のボール
ねじおよびナツトを用いた図示しない駆動機構が設けら
れており、また腕ホルダ１７の外側には、腕ホルダ１７
内の上記駆動機構を駆動する、減速機付きの２軸サーボ
モータ１９が固定されている。そして、この２軸サーボ
モータ１９にもアブソリニートエンコーダ２０が設けら
れており、かかる構成によってここでは、アブソリュー
トエンコーダ２０の出力信号をフィードバックしながら
２軸サーボモータ１９を作動させることにて、腕１８を
腕ホルダ１７の延在方向であるＸ軸方向（図中矢印２で
示す）へ、案内機構の案内下で所定量移動させるという
単位動作を行うことができる。

腕１８の先端には、固定ベース１１と同様内側に移動ブ
ロック２１を具えるｙ軸ベース２２が固定されており、
このｙ軸ベース２２内にも、Ｘ軸方向およびＸ軸方向の
両方向と直交するｙ軸方向（図示矢印ｙで示す）へ移動
ブロック２１を移動可能に支持する、固定ベース１１内
のものと同様のガイドおよびスライダを用いた図示しな
い案内機構が設けられるとともに、移動ブロック２１を
駆動する、固定ベース１１内のものと同様のボールねじ
およびナツトを用いた図示しない駆動機構が設けられて
いる。

そして、ｙ軸ベース２２の外側には、ｙ軸ベース２２内
の上記駆動機構を駆動する、減速機付きのＸ軸サーボモ
ータ２３が固定されており、このＸ軸サーボモータ２３
にもアブソリニートエンコーダ２４が設けられている。

かかる構成によってここでは、アブソリュートエンコー
ダ２４の出力信号をフィードバックしながらＸ軸サーボ
モータ２３を作動させることにて、移動ブロック２１を
ｙ軸方向へ、案内機構の案内下で所定量移動させるとい
う単位動作を行うことができる。

尚、図中２５は伸縮可能なカバーを示す。

上述の如き構成を有するロボットを用いてここではワー
クの位置決めを行うものとし、このため上記移動ブロッ
ク２１に、ワークのロケート孔に密に嵌合可能なロケー
トピン２６を固定する。

そしてここでは、上記ロボットの作動位置、すなわち、
ロケートピン２６の移動位置の精度を充分ならしめるた
め、以下の方向で較正を行う。

すなわちここでは、先ずあらかじめ、固定ベース１１の
、Ｘ軸サーボモータ１４が固定されている端部と対抗す
る他端部の内側に基準ブロック２７を固定し、この基準
ブロック２７の、ボールねじ１３の両側の位置に、移動
ブロック１６へ向って突出する突部を設け、それらの突
部と移動ブロック１６との互いに対向する面を、それら
の突部への移動ブロック１６の当接により面接触可能な
ように仕上げてそれぞれ基準面２７ａ、　１６ａとして
おき、これとともにここでは、腕ホルダ１７およびｙ軸
ベース２２内にもそれぞれ図示しない基準ブロックを固
定し、それらの基準ブロックと、腕１８と、移動ブロッ
ク２１とにも、基準ブロックへの腕１８フよび移動ブロ
ック２１の当接により面接触可能な、上記基準面２７ａ
、　１６ａと同様の基準面を設定しておく。尚、このよ
うに面接触可能ならしめることにより、後述する較正の
繰返しに対し、接触部分の摩耗や変形を防止して較正精
度を維持することができる。

次にここでは、ロボットへの電源投入直後に、第２図に
示すプログラムに従って各単位動作についての較正を行
う。以下、Ｘ軸方向の単位動作について代表として説明
する。

ステップ１０１では、Ｘ軸サーボモータ１４の基準トル
ク制限値を設定し、このことにて、移動ブロック１６が
、基準ブロック２７に突当った後基準ブロック２７への
移動ブロック１６の押圧力が所定値以上になるとＸ軸サ
ーボモータ１４の作動が停止されるようにする。

次のステップ１０２では、基準ブロック２７への移動ブ
ロック１６の突当て動作を起動し、移動ブロック１６を
基準ブロック２７へ向けて移動開始させる。

そして引続くステップ１０３では、移動ブロック１６の
現在位置をアブソリニートエンコーダ２４の出力信号と
前回作動終了時のデータから求めてサンプリングすると
いう処理を一定時間内に所定回数行い、次のステップ１
０４では、一定時間内のそれらのサンプリングした現在
位置が全て等しいか否かを判断する。

このステップ１０４における判断の結実現在位置が全て
一致してはいない場合、すなわちばらついている場合は
、ステップ１０５へ進んでばらつきが規定範囲内である
かを判断し、ばらつきが規定範凹円でなければ未だ移動
ブロック１６が移動中であると判断して、ステップ１０
３へ戻りサンプリングを続行する。またステップ１０５
での判断の結果ばらつきが規定範囲内の場合および、ス
テップ１０４での判断の結実現在位置が全て等しい場合
は、移動ブロック１６０基準面１６ａが基準ブロック２
７の基準面２７ａに所定の押圧力で当接していると判断
してステップ１０６へ進む。

ステップ１０６では、上記サンプリングした所定数の現
在位置の平均値を求め、その後のステップ１０７では、
その平均値を較正値としてセットし、以後は、アブソリ
ュートエンコーダ２４の出力信号から移動ブロック１６
の位置を求める演算を、その較正値と、当接状態での移
動ブロック１６および固定ベース１１間の位置関係とを
基準にして行う。

上述のプログラムをｙ軸方向およびｚ軸方向の単位動作
についても行えば、全ての単位動作についての較正が終
了し、その後ロボットを作動させてロケートピン２６に
よりワーク位置決めを行えば、ロケートピン２６の実、
際位置、ひいてはワークの実際位置を指示位置に高精度
に一致させることができる。

従って、この例の方法によれば、極めて簡易かつ安価な
構成で、しかもプログラムに従ってロボットを作動させ
ることにより短時間で、ロボットの作動位置を較正する
ことができる。

第３図はこの発明の方法を実施するための構成の他の例
を示すものであり、この構成は、例えば先の例における
固定ベースｌｌ自体の、ボールねじ１３の両側の位置に
、内側へ向けて突起１１ｂを設けるとともに、移動ブロ
ック１６の、それらの突起に対向する位置にもそれぞれ
突起１６ｂを設け、それらの突起１１ｂ、　１６ｂに、
互いに面接触可能な基準面１１Ｃ，１６ｃを形成してな
る。

かかる構成を用いても、この発明の実施が可能であり、
先の例と同様の作用効果をもたらすことができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例
に限定されるものでなく、例えば多関節型ロボットにつ
いても、各関節毎に、互いに当接可能な基準面を設ける
ことにより適用し得て、上述の例と同様の作用効果を得
ることができる。

（発明の効果） かくしてこの発明の較正方法によれば、極めて簡易にか
つ短時間でロボットの作動位置を較正することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロボットの作動位置較正方法の一実
施例を適用したロボットを一部切欠いて示す斜視図、 第２図は上記例の方法を実施するためのプログラムを示
すフローチャート、 第３図はこの発明の実施例の適用のための他の構成を示
す斜視図、 第４図は従来方法を適用したロボットを示す斜視図であ
る。 １１・・・固定ベース　　　　１２・・・ガイド１３・
・・ボールねじ　　　　１４・・・Ｘ軸サーボモータ１
５、　２０．　２４・・・アブソリュートエンコーダ１
６、２１・・・移動ブロック　１６ａ・・・基準面１７
・・・腕ホルダ　　　　　１８・・・腕１９・・・ｚ軸
サーボモータ　２２・・・ｙ軸ベース２３・・・ｙ軸サ
ーボモータ　２６・・・ロケートピン２７・・・基準ブ
ロック　　　２７ａ・・・基準面特許出願人　　日産自
動車株式会社 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットの作動位置を較正するに際し、あらかじめ
   前記ロボットの単位動作毎に、その単位動作により互い
   に当接可能な二面を対をなす基準面として設けておき、 前記対をなす基準面同士を前記単位動作により所定の押
   圧力で互いに当接させ、 前記当接状態を作動位置の基準として前記単位動作毎の
   作動位置を較正することを特徴とする、ロボットの作動
   位置較正方法。