JPH0445311B2 - - Google Patents

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JPH0445311B2
JPH0445311B2 JP58127734A JP12773483A JPH0445311B2 JP H0445311 B2 JPH0445311 B2 JP H0445311B2 JP 58127734 A JP58127734 A JP 58127734A JP 12773483 A JP12773483 A JP 12773483A JP H0445311 B2 JPH0445311 B2 JP H0445311B2
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Kenichi Toyoda
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Susumu Ito
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
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    • B25J9/1692Calibration of manipulator

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は工業用ロボツトの基準位置決め装置に
関し、更に詳しくは、固定ベースと該固定ベース
に対し複数方向に自由度をもつた手首先端部とを
有する工業用ロボツトの基準位置を簡単且つ高精
度に決定することができる基準位置決め装置に関
する。
従来技術と問題点 アーム先端の手首部に複数方向の自由度を持た
せた工業用ロボツトは従来から広く用いられてい
る。工業用ロボツトは一般にNC制御されるが、
このNC制御においては工業用ロボツトの固定ベ
ースに対し手首先端部が所定の作業運動を行なう
ようにプログラムされる。
工業用ロボツトのNC制御プログラムを組む場
合には工業用ロボツトの全運動系の自由度方向の
基準位置を定める必要がある。例えば6軸関節型
工業用ロボツトの場合には6軸周りの各アーム等
の基準位置を決定する必要がある。
従来において、アームに水準器を当ててアーム
の水平等を求める方法が採用されていたが、この
方法の場合、工業用ロボツトの設置床面が水平で
ない場合には工業用ロボツトの固定ベースに対す
る各アームの原点位置を決定することは困難にな
るという欠点がある。
他の方法として、各アーム間等の連結境界部に
それぞれ基準位置を示すための目印或いは位置決
めピン等を設けておく方法があるが、この方法の
場合、各目印、ピン等の位置合せ誤差が累積して
手首先端部に大きな誤差が生じるという欠点があ
る。
上述した工業用ロボツトの基準位置決め作業は
工業用ロボツトを交換した場合や、工業用ロボツ
トの運動系部品を交換した場合や、アーム先端部
分等の衝突により基準位置のずれが生じた場合な
どに同じプログラムで工業用ロボツトを再始動さ
せようとするときにも必要である。しかしなが
ら、上述した方法ではこうした基準位置合せ作業
を簡単且つ高精度に行なうことは困難である。
発明の目的 上記従来技術の欠点に鑑み、本発明は工業用ロ
ボツトの基準位置決め作業を簡単にしかも高精度
に行なうことができる工業用ロボツトの基準位置
決め装置を提供することを目的とする。
発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、固定ベー
スと、該固定ベース上に配設された3自由度を有
するロボツト腕等を含むロボツト可動機構を介し
て前記固定ベースに結合され、少なくとも2自由
度を有した手首先端部とを有した工業用ロボツト
の少なくとも5つの自由度に関して前記手首先端
部において基準位置決めを行う装置であつて、 前記固定ベースに形成された基準面1a,1b
に取付けて位置決め固定可能な本体治具11と、 前記本体治具に備えられた少なくとも5つの測
定用ゲージ14〜19とを備え、 前記ロボツト可動機構が前記固定ベースと前記
本体治具との間で所定の姿勢を取る状態において
前記手首先端部が前記該本体治具に所定の位置と
姿勢とを保持して係合せしめられ、前記各測定用
ゲージから前記手首先端部の少なくとも5つの基
準位置データを出力するようにした工業用ロボツ
トの基準位置決め装置を提供する。
実施例 以下、図面を参照して本発明を6軸関節型ロボ
ツトに適用した場合の一実施例を説明する。
第1図は6軸関節型ロボツトを示している。第
1図を参照すると、ロボツトの固定ベース1に対
し胴部2は垂直軸線周りに矢印θ方向に回動可能
となつており、第1アーム3は胴部2に対し水平
軸線周りに矢印W方向に回動可能となつている。
第2アーム4は第1アーム3に対し水平軸線周り
に矢印U方向に回動可能となつており、第2アー
ム4の先端に設けられている手首基部5は第2ア
ーム4の中心軸線周りに矢印γ方向に回動可能と
なつている。手首基部5の先端には手首中間部6
が手首基部5の回転軸線に直交する軸線の周りに
矢印β方向に回動可能に設けられており、手首中
間部6には手首先端部7がその中心軸線周りに矢
印α方向に回転可能に設けられている。従つて、
このロボツトの出力端である手首先端部7は6軸
周りの運動自由度を持つている。手首先端部7に
はロボツトハンド、溶接用ガン、塗装ガン等のよ
うな各種作業機器を取り付けることができる。
この実施例において、本発明による基準位置決
め装置は、第2図に示すように、ロボツトの固定
ベース1に対し位置決め固定可能な本体治具11
を備えている。固定ベース1には縦方向の基準面
1a及び水平方向の基準面1bが設けられてお
り、本体治具11は両基準面1a,1b上で正確
に位置決めされ、ボルト12により固定される。
この位置決めを正確に行なうために、固定ベース
1に位置決めピン13が設けられる。
なお、上記及び以下の説明において、水平方向
というのはロボツト自体に設定されている水平基
準面に平行な方向即ちθ方向に平行な方向を意味
する。また、縦方向及び上下方向はこのロボツト
の水平基準面に垂直な方向を意味する。従つて、
ロボツトの設置床面が水平でないときは、絶対水
平面とロボツトの基準水平面とが相違することと
なるが、ロボツトの基準位置決め作業に関しては
何ら問題はない。
本体治具11には、上述したロボツトの出力端
部の6軸周りの基準位置を決定するための6つの
測定器であるダイアルゲージ14〜19が設けら
れている。
なお、ロボツトの基準位置を決めるときのロボ
ツトの姿勢は第10図に示されており、第11図
にはロボツトの基準位置決め時におけるロボツト
の手首基部5と本体治具11との関係が示されて
いる。
第2図、第3図及び第11図を参照すると、6
つのダイアルゲージのうち、本体治具11の側面
に設けられている一対のダイアルゲージ14,1
5は手首部の矢印θ方向の基準位置を決定する役
割りを果たすとともに、手首部の矢印γ方向の基
準位置を決定する役割りを果たす。
即ち、ダイアルゲージ14,15は予め第8図
に示すような略コ字状のマスタ20により基準目
盛合せがなされ、次に、第3図に示すように、手
首基部5の側面5aを一対のダイアルゲージ1
4,15の測定子に当接させてダイアルゲージ1
4,15の目盛が基準値に一致するように手首部
をθ方向及びγ方向に調整することによりθ方向
及びγ方向の基準位置決めを行なう。
両ダイアルゲージ14,15の中間部上方に設
けられている一対のダイアルゲージ16,17は
ロボツトのW方向及びU方向の基準位置を決定す
る役割りを果たす。第4図に示すように、本体治
具11の側壁には手首中間部6の回動中心軸6a
を受容する凹所21が設けられており、一方のダ
イアルゲージ16は軸6aに対し上下方向に測定
子が当接するように配置されており、他方のダイ
アルゲージ17は軸6aに対して測定子が水平方
向に当接するように配置されている。
第5図に示すように、凹所21には予め軸6a
と同径の軸状マスタ22が挿入されて、ダイアル
ゲージ16,17の基準目盛合せがなされる。次
に、凹所21内に手首部の軸6aを挿入し、軸6
aをダイアルゲージ16,17の測定子に当接さ
せてダイアルゲージ16,17の目盛が基準値に
一致するように手首部の上下方向及び水平方向の
位置を調整する。この調整により、第9図に示す
ように、固定ベース1に対する手首部の基準高さ
h及び水平距離lが決定されるので、胴部2に対
する第1アーム3のなす角度w1及び第1アーム
3に対する第2アーム4のなす角度u1が決定され
る。即ち、ロボツトの原点位置に対するアームの
現在の変位量が判る。この位置決め作業のため
に、手首基部5の側面カバー5bが第7図に示す
ように取り外される。
残りの一対のダイアルゲージ18,19は手首
先端部7のβ方向及びα方向の基準位置決めを達
成する役割りを果たす。
即ち、予め第8図に示すようなマスタ20によ
りダイアルゲージ18,19の基準目盛調整をし
ておき、一方、手首先端部7には第7図に示すよ
うに治具23を取り付ける。そして、第6図に示
すように、手首先端部7に取り付けた治具23を
ダイアルゲージ18,19の測定子に当接させ、
ダイアルゲージ18,19の目盛が基準値に一致
するように手首先端部7を手首中間部6とともに
β方向に調整する。これにより、β方向の基準位
置決めが達成される。
一方、ダイアルゲージ18,19に現れる目盛
が互いに同値になるように手首先端部7をα方向
に回動させることにより、α方向の基準位置決め
を達成できる。
治具23は、ロボツトハンド等を取り付けるた
めの既成穴を利用して手首先端部7に取り付ける
ことができる。
以上6つのダイアルゲージ14〜19により6
軸関節型ロボツトの出力端の高精度な基準位置決
めが達成される。基準位置決めが終了したら、本
装置を固定ベース1から取り外しておくことがで
きる。
ロボツトの運動系部品例えばモータを交換して
同一のプログラムで作動させる場合、或いは、ロ
ボツトの基準位置が衝突等によりずれた場合に
は、本発明による上記基準位置決め装置を再び固
定ベース1に取り付けてロボツトの出力端の基準
位置決めを行なう。
一方、ロボツトを同一形式のものに交換して同
一のプログラムで作動させる場合には、新たなロ
ボツトの固定ベースを床面上の基準位置に設置し
て本発明による基準位置決め装置を固定ベースに
取り付け、上述したやり方と同様の手順でロボツ
トの出力端部の基準位置決めを行えばよい。
以上一実施例につき説明したが本発明は上記実
施例の態様のみに限定されるものではなく、例え
ば、6軸以外の関節型ロボツトや直線移動の可能
なロボツトに対しては、本発明の思想に基づき、
それらの出力端部の自由度に対応させて測定器を
配設すればよい。また、測定器はダイアルゲージ
以外の形式のものであつてもよい。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は工業
用ロボツトの固定ベースと工業用ロボツトの出力
端部との間で基準位置決めを行なうことができる
ようにしたものであるから、高精度でしかも楽に
作業でき、その上、ロボツト使用現場が狭小な場
所であつても、ロボツト機体をすぼめた姿勢で基
準位置決めできるので、どのような狭い場所でも
基準位置決めを遂行できる工業用ロボツトの基準
位置決め装置を提供できることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般の6軸関節型工業用ロボツトを示
す全体斜視図、第2図は本発明を第1図に示すロ
ボツトに適用した場合の一実施例を示す基準位置
決め装置の全体斜視図、第3図は第2図に示す基
準位置決め装置の概略平面図、第4図は第2図に
示す基準位置決め装置の概略側面図、第5図は第
2図に示す基準位置決め装置の要部断面図、第6
図は第2図に示す基準位置決め装置の概略背面
図、第7図は第1図に示すロボツトの手首部の分
解斜視図、第8図は第2図に示す基準位置決め装
置の要部正面図、第9図は第1図に示すロボツト
のアーム角度と固定ベースに対するロボツト出力
端の位置との関係を示す図、第10図は基準位置
決め時における6軸関節型工業用ロボツトの姿勢
を示す簡略斜視図、第11図は第10図に示すロ
ボツトの部分拡大図である。 1……固定ベース、7……手首先端部、11…
…本体治具、14〜19……ダイアルゲージ(測
定器)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 固定ベースと、該固定ベース上に配設された
    3自由度を有するロボツト腕等を含むロボツト可
    動機構を介して前記固定ベースに結合され、少な
    くとも2自由度を有した手首先端部とを有した工
    業用ロボツトの少なくとも5つの自由度に関して
    前記手首先端部において基準位置決めを行う装置
    であつて、 前記固定ベースに形成された基準面1a,1b
    に取付けて位置決め固定可能な本体治具11と、 前記本体治具に備えられた少なくとも5つの測
    定用ゲージ14〜19とを備え、 前記ロボツト可動機構が前記固定ベースと前記
    本体治具との間で所定の姿勢を取る状態において
    前記手首先端部が前記該本体治具に所定の位置と
    姿勢とを保持して係合せしめられ、前記各測定用
    ゲージから前記手首先端部の少なくとも5つの基
    準位置データを出力するようにしたことを特徴と
    した工業用ロボツトの基準位置決め装置。
JP58127734A 1983-07-15 1983-07-15 工業用ロボットの基準位置決め装置 Granted JPS6020878A (ja)

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PCT/JP1984/000365 WO1985000548A1 (en) 1983-07-15 1984-07-16 Method of and apparatus for determining reference position of industrial robot
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