JPH03251378A - ロボットのキャリブレーション方式 - Google Patents
ロボットのキャリブレーション方式Info
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- JPH03251378A JPH03251378A JP4893090A JP4893090A JPH03251378A JP H03251378 A JPH03251378 A JP H03251378A JP 4893090 A JP4893090 A JP 4893090A JP 4893090 A JP4893090 A JP 4893090A JP H03251378 A JPH03251378 A JP H03251378A
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4083—Adapting programme, configuration
-
- 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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36503—Adapt program to real coordinates, software orientation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
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〕
本発明はオフラインプログラム装置によって作成したオ
フラインプログラムを実際のロボットの動作プログラム
に変換するロボットのキャリブレーション方式に関し、
特に簡単な方法でロボットの幾何パラメータ誤差、ワー
ク配置誤差を補正するロボットのキャリブレーション方
式に関する。
フラインプログラムを実際のロボットの動作プログラム
に変換するロボットのキャリブレーション方式に関し、
特に簡単な方法でロボットの幾何パラメータ誤差、ワー
ク配置誤差を補正するロボットのキャリブレーション方
式に関する。
自動車の溶接ライン等の大きなラインに使用されるロボ
ットでは、ラインの立ち上がり時間を短縮するために、
オフラインプログラムが不可欠となっている。一般にオ
フラインプログラム装置によって作成されたオフライン
プログラムはそのままロボットの動作プログラムとして
使用することはできない。ロボットの幾何パラメータに
よる誤差、ワークの配置誤差等の種々の誤差があり、こ
れらの誤差を補正する必要がある。
ットでは、ラインの立ち上がり時間を短縮するために、
オフラインプログラムが不可欠となっている。一般にオ
フラインプログラム装置によって作成されたオフライン
プログラムはそのままロボットの動作プログラムとして
使用することはできない。ロボットの幾何パラメータに
よる誤差、ワークの配置誤差等の種々の誤差があり、こ
れらの誤差を補正する必要がある。
これらの誤差を個別に補正するには多大なコストを必要
とする。一方、様々な原因により発生する誤差はロボッ
トの作業座標系の誤差とみることができる。
とする。一方、様々な原因により発生する誤差はロボッ
トの作業座標系の誤差とみることができる。
これらの作業座標系の誤差を補正するものとして、ワー
ク上の3点をタッチアップにより求め、この点から同時
変換マ) IJフックス表される座標変換マトリックス
を求め、この座標変換マトリックスでオフラインプログ
ラム上の点あるいは姿勢を変換していた。
ク上の3点をタッチアップにより求め、この点から同時
変換マ) IJフックス表される座標変換マトリックス
を求め、この座標変換マトリックスでオフラインプログ
ラム上の点あるいは姿勢を変換していた。
しかし、3点のタッチアップではタッチアップ誤差が大
きく、座標変換マ) IJフックスは測定誤差が大きく
含まれていた。また、座標変換マ) IJフックスして
同時変換マ)IJフックス用いていたため、幾何パラメ
ータ誤差等による誤差を補正できなかった。
きく、座標変換マ) IJフックスは測定誤差が大きく
含まれていた。また、座標変換マ) IJフックスして
同時変換マ)IJフックス用いていたため、幾何パラメ
ータ誤差等による誤差を補正できなかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、精
度よく簡単な方法でタッチアップできるロボットのキャ
リブレーション方式を提供することを目的とする。
度よく簡単な方法でタッチアップできるロボットのキャ
リブレーション方式を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的はロボットの幾何パラメータを
含めて総合的に誤差補正を行えるロボットのキャリブレ
ーション方式を提供することを目的とする。
含めて総合的に誤差補正を行えるロボットのキャリブレ
ーション方式を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、オフラインプロ
グラム装置によって作成したオフラインプログラムを実
際のロボットの動作プログラムに変換するロボットのキ
ャリブレーション方式において、少なくともワーク上の
同一平面上にない4点をロボットのベース座標系の座標
値としてタッチアップにより求める座標読み取り手段と
、前記ワーク上の点に対応するオフラインプログラムで
設定されたワークの基準座標系の点とから、前記ワーク
座標系の座標値と姿勢を、前記ベース座標系に変換する
変換マ) IJクスを求める演算手段と、前記変換マト
リクスによって、前記オフラインプログラムを前記動作
プログラムに変換するプログラム変換手段と、を有する
ことを特徴とするロボットのキャリブレーション方式が
、提供される。
グラム装置によって作成したオフラインプログラムを実
際のロボットの動作プログラムに変換するロボットのキ
ャリブレーション方式において、少なくともワーク上の
同一平面上にない4点をロボットのベース座標系の座標
値としてタッチアップにより求める座標読み取り手段と
、前記ワーク上の点に対応するオフラインプログラムで
設定されたワークの基準座標系の点とから、前記ワーク
座標系の座標値と姿勢を、前記ベース座標系に変換する
変換マ) IJクスを求める演算手段と、前記変換マト
リクスによって、前記オフラインプログラムを前記動作
プログラムに変換するプログラム変換手段と、を有する
ことを特徴とするロボットのキャリブレーション方式が
、提供される。
少な(とも、ロボットのベース座標系で測定したワーク
の同一平面上にない4点と、これに対応するオフライン
プログラムで設定されたワークの基準座標系の4点によ
って、オフラインプログラムでの点及び姿勢を動作プロ
グラム上の点及び姿勢に変換できる。このための変換マ
トリックスを求め、オフライン プログラムを動作プロ
グラムに変換する。これによって、ロボットの幾何パラ
メータ誤差、ワークの配置誤差等の誤差は全て補正され
る。
の同一平面上にない4点と、これに対応するオフライン
プログラムで設定されたワークの基準座標系の4点によ
って、オフラインプログラムでの点及び姿勢を動作プロ
グラム上の点及び姿勢に変換できる。このための変換マ
トリックスを求め、オフライン プログラムを動作プロ
グラムに変換する。これによって、ロボットの幾何パラ
メータ誤差、ワークの配置誤差等の誤差は全て補正され
る。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明を実施するだめの全体の構成図である。
オフラインプログラム装置10はオフラインでロボット
のオフラインプログラドを作成する。オフラインプ「1
グラム装置10は一一一般にワークステーション、パー
ソナルコンビ、−夕等が使用される。
のオフラインプログラドを作成する。オフラインプ「1
グラム装置10は一一一般にワークステーション、パー
ソナルコンビ、−夕等が使用される。
ロボット制御装置20はマイクロブロセッザ構成で、ロ
ボット30のザーボモータを駆動して、ロボット30を
動作プログラムに従って動作させる。ロボット30のア
ーム31の先端にはタッチアップ用のセンサ32がある
。センサ32には近接スイッチ、静電容量スイッチ等が
使用される。
ボット30のザーボモータを駆動して、ロボット30を
動作プログラムに従って動作させる。ロボット30のア
ーム31の先端にはタッチアップ用のセンサ32がある
。センサ32には近接スイッチ、静電容量スイッチ等が
使用される。
ロボット制御装置20はロボット30を制御してワーク
40の作業領域内の同一平面上にない4点P1〜P4を
タッチアップする。タッチアップはセンサ32を4点P
1〜P4にタッチさせて、その点でのロボット30のベ
ース座標系上の座標値を読み取る。
40の作業領域内の同一平面上にない4点P1〜P4を
タッチアップする。タッチアップはセンサ32を4点P
1〜P4にタッチさせて、その点でのロボット30のベ
ース座標系上の座標値を読み取る。
次にオフラインプログラムを動作プログラムに変換する
変換マ) IJソックス求める手段について述べる。
変換マ) IJソックス求める手段について述べる。
第1図は本発明のロボットのキャリブレーション方式の
一実施例のブロック図である。
一実施例のブロック図である。
オフラインプログラム装置10ではワークの基準座標系
を設定し、この基準座標系上でタッチアップ点Pw、i
の座標値を設定する。ここで、添え字のWはワーク座標
系を意味し、iは点の番号であり、少なくとも同一平面
上にない4点のタッチアップ点が必要である。また、必
要に応じてタッチアップ用の治具のデータ等を作成する
。この基準座標系上でオフラインプログラムを作成する
。
を設定し、この基準座標系上でタッチアップ点Pw、i
の座標値を設定する。ここで、添え字のWはワーク座標
系を意味し、iは点の番号であり、少なくとも同一平面
上にない4点のタッチアップ点が必要である。また、必
要に応じてタッチアップ用の治具のデータ等を作成する
。この基準座標系上でオフラインプログラムを作成する
。
次にタッチアップ動作を実行する。タッチアップは」1
記のタッチアップ点Pw、iに対応した点をタッチアッ
プする。実際にタッチアップされた点Pr、1は座標読
み取り手段によって読み取られる。
記のタッチアップ点Pw、iに対応した点をタッチアッ
プする。実際にタッチアップされた点Pr、1は座標読
み取り手段によって読み取られる。
すなわち、センサ32がタッチアップした時点でロボッ
ト30のロボットのベース座標系の座標値が読み取られ
る。
ト30のロボットのベース座標系の座標値が読み取られ
る。
このタッチアップ点Pr+1の座標値は演算手段22に
送られ、変換マトリックスTを求める。まず、オフライ
ンプログラム上のワークの基準座標系上のタッチアップ
点ηを、 P w、l−[’Xw、l + yw、I + z
、、0,1]1輸−1,2,、n) −−−−−(1)
とする。
送られ、変換マトリックスTを求める。まず、オフライ
ンプログラム上のワークの基準座標系上のタッチアップ
点ηを、 P w、l−[’Xw、l + yw、I + z
、、0,1]1輸−1,2,、n) −−−−−(1)
とする。
pr、iをタッチアップすることで得られるロボットベ
ース座標系での、点pw、iに対応する点を、P r、
i−〔Xr+ I + V r+0. 、i、1
〕”r (i =1.2. n)−−−−−(2)とする。
ース座標系での、点pw、iに対応する点を、P r、
i−〔Xr+ I + V r+0. 、i、1
〕”r (i =1.2. n)−−−−−(2)とする。
このとき点Pw、+を点P W+ 1に変換する変換マ
トリックスT(4X4)が存在するものとすると、Pr
1=T ’ Pw、t (i=1.2. n)−−−−−(3)ここで、変
換マトリックスTを、 とする。
トリックスT(4X4)が存在するものとすると、Pr
1=T ’ Pw、t (i=1.2. n)−−−−−(3)ここで、変
換マトリックスTを、 とする。
(3)式よりTのパラメータに対する3n個の方程式が
求まる。n=4のときは方程式よりTのパラメータが一
意にきまり、n〉4のときは、最小自乗法などによりT
のパラメータを推定する。
求まる。n=4のときは方程式よりTのパラメータが一
意にきまり、n〉4のときは、最小自乗法などによりT
のパラメータを推定する。
これから、変換マトリックスTを有するプログラム変換
手段23によって、オフラインプログラム11の座標値
及び姿勢を動作プログラム24に変換することができる
。
手段23によって、オフラインプログラム11の座標値
及び姿勢を動作プログラム24に変換することができる
。
この変換はロボットの幾何パラメータによる誤差、ワー
クの位置及び姿勢誤差を含めているので、個別の誤差を
考慮する必要がなく、簡単にオフラインプログラム11
を正確な動作プログラム24に変換することができる。
クの位置及び姿勢誤差を含めているので、個別の誤差を
考慮する必要がなく、簡単にオフラインプログラム11
を正確な動作プログラム24に変換することができる。
上記の説明では、変換マトリックスの演算、オフライン
プログラムの動作プログラムへの変換はロボット制御装
置内で行うことで説明したが、これをハンドヘルドのパ
ーソナルコンピュータ等を使用して、現場で行うことも
できる。これによっ0 て、Tコボット制御装置の負担を軽減することができる
。また、これらの変換マトリックスの演算、オフライン
プログラムから動作プロゲラl、への変換をオフライン
プログラム装置で行うように構成することもできる。
プログラムの動作プログラムへの変換はロボット制御装
置内で行うことで説明したが、これをハンドヘルドのパ
ーソナルコンピュータ等を使用して、現場で行うことも
できる。これによっ0 て、Tコボット制御装置の負担を軽減することができる
。また、これらの変換マトリックスの演算、オフライン
プログラムから動作プロゲラl、への変換をオフライン
プログラム装置で行うように構成することもできる。
上記の点pw、i及びpr、iは同一平面上にない4点
で足りるが、それ以−ヒの場合は、最小自乗法を用いて
パラメータaを求めることもできる。
で足りるが、それ以−ヒの場合は、最小自乗法を用いて
パラメータaを求めることもできる。
以上説明したように本発明では、少なくとも同一平面上
にない4点のタッチアップによって、変換マトリックス
を求めて、オフラインプログラムを動作プログラムに変
換するように構成したので、オフラインプログラムから
簡単に動作プログラムを得ることができる。従って、テ
ィーチングが簡単になり、ラインの立ぢ上がり時間の短
縮、ティーチング要員の削減が可能になる。
にない4点のタッチアップによって、変換マトリックス
を求めて、オフラインプログラムを動作プログラムに変
換するように構成したので、オフラインプログラムから
簡単に動作プログラムを得ることができる。従って、テ
ィーチングが簡単になり、ラインの立ぢ上がり時間の短
縮、ティーチング要員の削減が可能になる。
第1図は本発明のロボットのキャリブレーション方式の
一実施例のブロック図、 第2図は本発明を実施するだめの全体の構成図である。 0 1 2 オフラインプログラム、装置 オフラインプログラム オフラインプログラAJ二のタッチ アップ点(P、、+) ロボット制御装置 座標読み取り手段 演算手段 プログラム変換手段 動作プログラト ロボット センサ ワーク
一実施例のブロック図、 第2図は本発明を実施するだめの全体の構成図である。 0 1 2 オフラインプログラム、装置 オフラインプログラム オフラインプログラAJ二のタッチ アップ点(P、、+) ロボット制御装置 座標読み取り手段 演算手段 プログラム変換手段 動作プログラト ロボット センサ ワーク
Claims (6)
- (1)オフラインプログラム装置によって作成したオフ
ラインプログラムを実際のロボットの動作プログラムに
変換するロボットのキャリブレーション方式において、 少なくともワーク上の同一平面上にない4点をロボット
のベース座標系の座標値としてタッチアップにより求め
る座標読み取り手段と、 前記ワーク上の点に対応するオフラインプログラムで設
定されたワークの基準座標系の点とから、前記ワーク座
標系の座標値と姿勢を、前記ベース座標系に変換する変
換マトリクスを求める演算手段と、 前記変換マトリクスによって、前記オフラインプログラ
ムを前記動作プログラムに変換するプログラム変換手段
と、 を有することを特徴とするロボットのキャリブレーショ
ン方式。 - (2)前記座標読み取り手段は、ロボットのアームの先
端に設けられたセンサを含むことを特徴とする請求項1
記載のロボットのキャリブレーション方式。 - (3)前記タッチアップ点を5以上設け、変換マトリッ
クスの要素を最小自乗法によって求めるように構成した
ことを特徴とする請求項1記載のロボットのキャリブレ
ーション方式。 - (4)前記演算手段及び前記プログラム変換手段をロボ
ット制御装置に設けたことを特徴とする請求項1記載の
ロボットのキャリブレーション方式。 - (5)前記演算手段及び前記変換手段をオフラインプロ
グラム装置に設けたことを特徴とする請求項1記載のロ
ボットのキャリブレーション方式。 - (6)前記演算手段及び前記変換手段をハンドヘルドの
パーソナルコンピュータに設けたことを特徴とする請求
項1記載のロボットのキャリブレーション方式。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4893090A JPH03251378A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ロボットのキャリブレーション方式 |
PCT/JP1991/000147 WO1991012935A1 (en) | 1990-02-28 | 1991-02-06 | Calibration system for robot |
EP19910903609 EP0470257A4 (en) | 1990-02-28 | 1991-02-06 | Calibration system for robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4893090A JPH03251378A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ロボットのキャリブレーション方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03251378A true JPH03251378A (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=12816984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4893090A Pending JPH03251378A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | ロボットのキャリブレーション方式 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0470257A4 (ja) |
JP (1) | JPH03251378A (ja) |
WO (1) | WO1991012935A1 (ja) |
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